Cette thèse a été réalisée dans le cadre de la dosimétrie des faisceaux de haute énergie délivrés au patient pendant un traitement de radiothérapie externe. L'objectif de ce travail est de vérifier que la distribution de dose 3D absorbée dans le patient est conforme au calcul réalisé sur le système de planification de traitement (TPS) à partir de l'imageur portal (en anglais : Electronic Portal Imaging Device, EPID). L'acquisition est réalisée en mode continu avec le détecteur aS-1200 au silicium amorphe embarqué sur la machine TrueBeam STx (VARIAN Medical system, Palo Alto, USA). Les faisceaux ont une énergie de 10 MeV et un débit de 600 UM.min-1. La distance source-détecteur (DSD) est de 150 cm. Après correction des pixels défectueux, une étape d'étalonnage permet de convertir leur signal en dose absorbée dans l'eau via une fonction de réponse. Des kernels de correction sont également utilisés pour prendre en compte la différence de matériaux entre l'EPID et l'eau et pour corriger la pénombre sur les profils de dose. Un premier modèle de calcul a permis ensuite de rétroprojeter la dose portale en milieu homogène en prenant en compte plusieurs phénomènes : les photons diffusés provenant du fantôme et rajoutant un excès de signal sur les images, l'atténuation des faisceaux, la diffusion dans le fantôme, l'effet de build-up et l'effet de durcissement du faisceau avec la profondeur. La dose reconstruite est comparée à celle calculée par le TPS avec une analyse gamma globale (3% du maximum de dose et 3 mm de DTA). L'algorithme a été testé sur un fantôme cylindrique homogène et sur un fantôme de pelvis à partir de champs modulés en intensité (RCMI) et à partir de champs d'arcthérapie volumique modulés, VMAT selon l'acronyme anglais Volumetric Modulated Arc Therapy. Le modèle a ensuite été affiné pour prendre en compte les hétérogénéités traversées dans le milieu au moyen des distances équivalentes eau dans une nouvelle approche de dosimétrie plus connue sous le terme de " in aqua vivo " (1). Il a été testé sur un fantôme thorax et, in vivo sur 10 patients traités pour une tumeur de la prostate à partir de champs VMAT. Pour finir, le modèle in aqua a été testé sur le fantôme thorax avant et après y avoir appliqué certaines modifications afin d'évaluer la possibilité de détection de sources d'erreurs pouvant influencer la bonne délivrance de la dose au patient.[...] / This thesis aims at the dosimetry of high energy photon beams delivered to the patient during an external radiation therapy treatment. The objective of this work is to use EPID the Electronic Portal Imaging Device (EPID) in order to verify that the 3D absorbed dose distribution in the patient is consistent with the calculation performed on the Treatment Planning System (TPS). The acquisition is carried out in continuous mode with the aS-1200 amorphous silicon detector embedded on the TrueBeam STx machine (VARIAN Medical system, Palo Alto, USA) for 10MV photons with a 600 UM.min-1 dose rate. The source-detector distance (SDD) is 150 cm. After correction of the defective pixels, a calibration step is performed to convert the signal into an absorbed dose in water via a response function. Correction kernels are also used to take into account the difference in materials between EPID and water and to correct penumbra. A first model of backprojection was performed to reconstruct the absorbed dose distribution in a homogeneous medium by taking into account several phenomena: the scattered photons coming from the phantom to the EPID, the attenuation of the beams, the diffusion into the phantom, the build-up, and the effect of beam hardening with depth. The reconstructed dose is compared to the one calculated by the TPS with global gamma analysis (3% as the maximum dose difference criteria and 3mm as the distance to agreement criteria). The algorithm was tested on a homogeneous cylindrical phantom and a pelvis phantom for Intensity-Modulated Radiation Therapy (IMRT) and (Volumetric Arc Therapy (VMAT) technics. The model was then refined to take into account the heterogeneities in the medium by using radiological distances in a new dosimetrical approach better known as "in aqua vivo" (1). It has been tested on a thorax phantom and, in vivo on 10 patients treated for a prostate tumor from VMAT fields. Finally, the in aqua model was tested on the thorax phantom before and after making some modifications to evaluate the possibility of detecting errors that could affect the correct delivery of the dose to the patient. [...]

Pour certaines maladies causées par des agents chimiques, biologiques, radiologiques et nucléaires (CBRN), il n’existe pas de contre-mesures médicales (MedCM) et bon nombre de celles qui existent pourraient ne pas être disponibles en cas de besoin. En cas d’accident CBRN, des efforts inadéquats de financement de la R&D et de mise à disposition par les gouvernements peuvent avoir de graves conséquences économiques nettement supérieures aux coûts d’initiatives préventives. Compte-tenu des contraintes budgétaires auxquelles de nombreux gouvernements sont confrontés, il est nécessaire de définir des priorités. Parallèlement à la mise en place d’indicateurs de décision de santé efficaces qui identifient et mesurent les effets de causalité de l’impact négatif sur la santé, le processus de décision doit également prendre en considération le rapport coût-efficacité pour rendre le financement durable.Cette thèse a pour objectif de définir une voie vers une politique économique de santé publique visant à renforcer la disponibilité des MedCM pour les agents CBRN. Dans la première partie, les causes des défaillances du marché sont identifiées (lorsque les opportunités de profit ne compensent pas l’effort de R&D nécessaire). Dans la deuxième partie, des études de cas illustrent les caractéristiques et les conséquences économiques d’exemples d’accidents CBRN et des scénarios sont analysés afin de mettre en évidence comment la disponibilité de MedCM pourrait potentiellement devenir rentable. Enfin, la troisième partie propose des approches plus complètes pour mesurer et compenser les facteurs contribuant à la défaillance du marché en appliquant des modèles économiques spécifiques. / For some diseases caused by chemical, biological, radiological, and nuclear (CBRN) agents, innovative medical countermeasures (MedCMs) do not exist while many of those that do might not be readily available. In case of a CBRN event, inappropriate medical research and development (R&D) funding and government procurement efforts can result in adverse economic consequences (e.g. lost income) far exceeding the costs of strong and comprehensive preparedness initiatives. Given the budgetary constraints many governments face, priorities must be defined. Parallel to determining effective health decision metrics that identify and weigh the causal effects of negative health impact, decision making must also consider cost-effectiveness to make funding sustainable. Moreover, international cooperation is necessary since the risks increasingly transcend borders due to global travel and the global threat of terrorism. This dissertation ultimately seeks to define a path to public health economic policy to enhance the international availability of CBRN MedCMs. In Part I, the root causes of market failure are identified and depicted (i.e., where rewards for supply do not adequately compensate for the R&D effort). In Part II, case study examples illustrate the characteristics and economic consequences of CBRN incidents. Scenarios for each case are outlined to show where the availability of MedCMs in these situations could potentially be cost-effective. Finally, Part III construes more comprehensive approaches for gauging and offsetting the deterrence factors of market supply and demand by compiling and applying additional economic models and frameworks.