PROTONTHÉRAPIE

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C'est en 1904 que l'Anglais William H. Bragg décrit l'absorption originale dans la matière des rayonnements alpha (particules d'hélium), émis par le radium. En 1946, le physicien américain Robert R. Wilson signale que cette propriété, partagée par des rayonnements d'hydrogène ionisé positivement (protons), pourrait être exploitée dans le traitement radiothérapique des tumeurs. Suivant les premières applications cliniques menées par des neurochirurgiens à Uppsala (Suède) et à Boston (États-Unis), des études détaillées de radiothérapie par protons ont été conduites dans des tumeurs de l'œil à partir de 1975 et dans certaines variétés de tumeurs proches du système nerveux central depuis les années 1980. En dépit de la technologie très lourde qu'elle requiert, cette forme de traitement a connu des développements relativement rapides, car elle porte au plus haut point les exigences de précision balistique qui s'attachent à la radiothérapie moderne : l'impact du rayonnement administré peut être ajusté au millimètre près.

Un faisceau de protons accélérés ne cède l'essentiel de son énergie au milieu environnant qu'en fin de parcours, ce qui correspond à leur ralentissement final. Ce phénomène est responsable du pic très étroit de dose absorbée en profondeur qui caractérise la « courbe de Bragg ». Cette distribution de dose est totalement différente de celle des rayons X employés en radiothérapie « classique » qui affecte la totalité du parcours suivi par l'irradiation, avec une atténuation progressive et exponentielle du faisceau. En revanche, le mode d'interaction avec les atomes du milieu est proche pour les protons et les rayons X, et procède essentiellement par ionisations.

Des protons d'une énergie de 150 à 250 millions d'électronvolts (MeV) sont nécessaires pour couvrir l'ensemble des applications cliniques de la protonthérapie. Ils correspondent à des profondeurs de parcours dans l'eau de 15 à 35 centimètres. Les machines les plus adaptées à leur production sont les grands accélérateurs de types

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Écrit par :

  • : coordinateur médical au Centre de protonthérapie d'Orsay, assistant au département de radiothérapie à l'Institut Gustave-Roussy, Villejuif
  • : physicienne, doctorat de troisième cycle de physique radiologique

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Pour citer l’article

Jean-Louis HABRAND, Sabine DELACROIX, « PROTONTHÉRAPIE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 07 octobre 2018. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/protontherapie/