Etudes dosimétriques des sources I125I^{125} utilisant les simulations Monte-Carlo GATE sur grille de calcul EGEE

PCSV, présenté par C. Thiam, transparents sur site, résuméLa méthode de calcul Monte Carlo est reconnue aujourd'hui comme l'algorithme pouvant modéliser au plus près les phénomènes physiques liés aux dépôts d'énergie dans un milieu. Il est donc intéressent d'utiliser cette méthode dans la planification de traitement du cancer par rayonnement, les systèmes de planification de traitement (TPS) existant étant limités dans la précision des calculs pour certains cas spécifiques. Dans cette approche nous nous intéressons à la validation du code de calcul Monte Carlo GATE (basses énergies) pour les applications dosimétriques en physique médicale. Nous avons modélisé avec GATE des modèles de sources I125 sous forme de grains couramment utilisées en curiethérapie (les grains 2301 B.M.I., Symmetra UroMed/Bebig). Les caractéristiques de ces sources ont été simulées en respectant les extrémités soudées, la distribution radioactive, les matériaux et le rayonnement des spectres d'énergies. Pour effectuer nos calculs de dose, nous nous sommes référé aux travaux du groupe de travail « Task Group 43 » de l'American Association of Physicists in Medicine (A.A.P.M.) datant de 1995 et mis à jour en 2004. Les fonctions de dose radiale et d'anisotropie ainsi que la constante de débit de dose définissant les caractéristiques dosimétriques de ces sources ont été calculées avec différentes versions de GATE. Les résultats obtenus, en comparaison avec d'autres codes Monte Carlo (PTRAN, MCTP) ou mesures par thermoluminescence (TLD), sont en bon accord avec les valeurs publiées dans la littérature et par les travaux du TG 43. Les Simulations Monte Carlo GATE nécessitent en général plusieurs heures de calculs. Afin de réduire ces temps, nos simulations GATE ont été parallélisées sur une infrastructure de grille de calcul mise en place par le projet EGEE (Enabling Grids for E-sciencE). Les résultats obtenus par cette technique sont très prometteurs. Le temps nécessaire au calcul dans le cas des applications dosimétriques a été réduit d'un facteur 3

GATE simulation for medical physics with genius Web portal

présenté par C. ThiamPCSV team of the LPC laboratory in Clermont-Ferrand is involved in the deployment of biomedical applications on the grid architecture. One of these applications deals with the deployment of GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) for medical physics application. The aim of the developments actually performed is to enable an application of the GATE platform in clinical routine. However, this perspective is only possible if the computing time and user time are highly reduced. The new grid architecture, developed within the framework of the European project Enabling Grid for E-sciencE (EGEE) is there to answer this requirement. The use of the grid resources must be transparent easy and rapid for the medical physicists. For this perpose, we adapted the GENIUS web portal in order to facilitate the GATE simulations planning on the grid. We will present a demonstration of the GENIUS portal which integrates all the functionalities of EGEE: to create, to submit and manage GATE jobs on the grid architecture. Our GATE activities for dosimetry application entered in to direct phase of evaluation by the cancer treatment center of Clermont Ferrand (Centre Jean perrin).A work station is currently available in this center to test the use of GATE application on the grid through GENIUS. This portal will allow in a long term to use GATE application in brachytherapy and radiotherapy treatment planning using medical data (medical images, DICOM, binary data dose calculation in the heterogeneous mediums) and to analyze the results obtained in visual form. Other functionalities are under development and will make possible to register medical data on grid storages elements and to manage them. However, these data must be anonymised before their recording on the grid. Their access via the GENIUS portal must be made safe and fast (compared simulation computing time). In order to be sure that the medical data are accessible for calculations, their replication on various storage element (SE) should be possible. The grid services give the possibility of managing this information in a free way and transparently. Operations of data handling and catalogues on the grid are ensured by the Replica Manager system which integrates all tools making it possible to manage data on the grid. The computing grid give promising results and meet a definite need: reach acceptable computing time for a future use of Monte Carlo simulations for treatment planning in brachytherapy and radiotherapy

Caracterisation agromorphologique, chimique et biochimique des noix brutes de trois provenances d’anacardiers (Anacardium occidentale L.) au Sud du Senegal

La sécurité alimentaire est l’une des préoccupations majeures des hommes dans le monde. Pour l’atteindre, les populations rurales tirent une grande partie de leurs alimentations dans les Produits Forestiers Non Ligneux. Anacardium occidentale L., une espèce agroforestière très prisée n’est pas en reste. Cependant, des études sur la valeur alimentaire et nutritionnelle de ses noix sont limitées et restent parcellaires. L’objectif de cette recherche est d’évaluer les teneurs en éléments nutritifs des noix brutes de Anacardium occidentale L. collectées à Ziguinchor, Sédhiou et Kolda. Pour ce faire, dans chaque zone, trois kilogrammes de noix ont été prélevées de manière aléatoire dans différents lieux de stockage. Puis les mensurations ont porté sur 450 noix par provenance. Les noix ont été ensuite décortiquées puis soumises à une analyse minérale (chimique et biochimique). Une analyse uni et multivariée a été effectuée à l’aide de XLSTAT 6.0. L’analyse a montré l’existence d’une variabilité des caractéristiques entre les provenances. Une corrélation forte, significative mais négative a été détectée entre le poids des amandes et la cellulose brute, ce qui signifierait que les amandes de petite taille sont plus sucrées. A travers cette étude, plusieurs possibilités s’offrent aux différents acteurs de la chaine de valeur anacarde. English title: Agromorphological, chemical and biochemical characterization of <I>Anacardium occidentale L.</I> in Sud Senegal Food security is one of the major concerns of people around the world. To achieve this, rural populations derive a large part of their food from Non-Wood Forest Products. Anacardium occidentale L., a highly prized agroforestry species, is not to be outdone. However, studies on the food and nutritional value of its nuts are limited and remain fragmented. The objective of this research is to evaluate the nutrient content of raw nuts of Anacardium occidentale L. collected in Ziguinchor, Sédhiou and Kolda. To do this, in each area, three kilograms of nuts were taken at random from  different storage locations. Then the measurements were carried out on 450 nuts per provenance. The nuts were then shelled and then subjected to mineral analysis (chemical and biochemical). Univariate and multivariate analysis was performed using XLSTAT 6.0. The analysis showed the  existence of variability in characteristics between provenances. A strong, significant but negative correlation was detected between the weight of the almonds and the crude fiber, which would mean that the small almonds are sweeter. Through this study, several possibilities are available to the various players in the cashew value chain

HOPE, an open platform for medical data management on the grid

International audienc

Simulations Monte Carlo pour la radiothérapie - curiethérapie avec le code GATE (GEANT4) dans un environnement de grille de calcul

transparents, résuméL'équipe PCSV du Laboratoire de Physique Corpusculaire à Clermont-Ferrand est impliquée dans le déploiement d'applications biomédicales sur un environnement de calcul distribué. Une de ces applications concerne le déploiement de la plateforme de simulation Monte-Carlo GATE (Geant4 Application for Tomographic Emission) pour les calculs dosimétriques. L'infrastructure de grille utilisée pour notre déploiement est fournie par le projet européen EGEE qui s'inscrit dans la continuité du projet DataGrid. GATE est un outil de simulation dédié à la base pour les applications SPECT/PET en médecine nucléaire; son champ d'application s'étend aussi aux calculs dosimétriques. Nous présenterons les dernières modifications de la plate forme notamment le calcul de distribution de dose dans des milieux voxelisés issus de données CT. Le but de cette étude est permettre l'utilisation de la plateforme GATE dans la planification de traitements en routine clinique. Cependant, cette perspective n'est possible que si le temps de calcul est fortement réduit. Nos simulations GATE sont donc parallélisées en plusieurs petites simulations qui sont alors déployées sur la grille de calcul. Les tests de temps de calcul effectués, montrent un gain pouvant aller jusqu'à 20. Afin de faciliter l'accès sur la grille pour les utilisateurs (physiciens médicaux), nous avons développé toutes les fonctionnalités sur un portail web (GENIUS) pour créer, soumettre et gérer des simulations MC GATE sur l'infrastructure de grille EGEE

Dosimétrie en radiothérapie et curiethérapie par simulation Monte-Carlo GATE sur grille informatique

N° d'ordre : DU 1771, EDSF : 542Accurate radiotherapy treatment requires the delivery of a precise dose to the tumour volume and a good knowledge of the dose deposit to the neighbouring zones. Computation of the treatments is usually carried out by a Treatment Planning System (TPS) which needs to be precise and fast. The GATE platform for Monte-Carlo simulation based on GEANT4 is an emerging tool for nuclear medicine application that provides functionalities for fast and reliable dosimetric calculations. In this thesis, we studied in parallel a validation of the GATE platform for the modelling of electrons and photons low energy sources and the optimized use of grid infrastructures to reduce simulations computing time. GATE was validated for the dose calculation of point kernels for mono-energetic electrons and compared with the results of other Monte-Carlo studies. A detailed study was made on the energy deposit during electrons transport in GEANT4. In order to validate GATE for very low energy photons ( < 35 keV), three models of radioactive sources used in Brachytherapy and containing iodine 125 (2301 of Best Medical International; Symmetra of UroMed/Bebig and 6711 of Amersham) were simulated. Our results were analyzed according to the recommendations of task group N°43 of American Association of Physicists in Medicine (AAPM). They show a good agreement between GATE, the reference studies and AAPM recommended values. The use of Monte-Carlo simulations for a better definition of the dose deposited in the tumour volumes requires long computing time. In order to reduce it, we exploited EGEE grid infrastructure where simulations are distributed using innovative technologies taking into account the grid status. Time necessary for the computing of a radiotherapy planning simulation using electrons was reduced by a factor 30. A Web platform based on GENIUS portal was developed to make easily available all the methods to submit and manage GATE jobs on the grid as well as to handle the medical data (patient information, images CT, IRM...). The final aim is to make GATE a tool reliable for clinical treatment planning for radiotherapy with a computing of less than 12 hours.Les traitements de radiothérapie nécessitent la délivrance d'une dose précise au niveau de la tumeur et une bonne connaissance de la dose dans les zones avoisinantes. Ce calcul, habituellement réalisé par les TPS, exige des outils précis et rapides. La plate-forme de simulation Monte-Carlo GATE, basée sur le code GEANT4, offre un outil performant pour les applications de la médecine nucléaire mais aussi des fonctionnalités permettant de faire des calculs dosimétriques de façon fiable et rapide. Dans cette thèse, deux études ont été menées en parallèle: la validation de la plate-forme GATE pour la modélisation de sources d'électrons et de photons de basse énergie et l'exploitation optimisée des infrastructures de grille informatique pour réduire les temps de calculs des simulations. GATE a été validé pour le calcul de points kernels de dose d'électrons mono-énergétiques et comparé avec les résultats d'autres études Monte-Carlo. Une étude détaillée a été faite sur la gestion du dépôt d'énergie au cours du transport des électrons dans GEANT4. Nous nous sommes intéressés aussi à la validation de GATE concernant le dépôt de dose de photons de très basse énergie ( < 35 keV). Pour cela, trois modèles de sources radioactives utilisés en curiethérapie et contenant de l'iode 125 (modèle 2301 de Best Medical International ; Symmetra de UroMed/Bebig et 6711 d'Amersham) ont été simulés. Plusieurs caractéristiques dosimétriques ont été étudiées selon les recommandations du groupe de travail N°43 de l'AAPM (American Association of Physicists in Medecine). Les résultats obtenus montrent une bonne concordance entre GATE et les études prises comme référence et recommandées par l'AAPM. L'utilisation de simulations Monte-Carlo dans les applications médicales pour une meilleure définition de la dose déposée dans un volume tumoral, nécessite des temps de calculs longs. Afin de réduire ces temps, nous avons exploité l'infrastructure de la grille EGEE sur laquelle nos simulations sont distribuées en utilisant des techniques novatrices pour la prise en compte de l'état de la grille de calcul. Les temps nécessaires pour la simulation d'une radiothérapie utilisant des électrons ont été réduits jusqu'à un facteur 30. Une plate-forme web basée sur le portail GENIUS a été développée pour rendre accessible de façon simple toutes les modalités de soumission et de gestion des simulations ainsi que la gestion de données médicales (informations sur les patients, images CT, IRM...) sur les ressources de la grille. L'objectif final visé est de faire de GATE un outil fiable et utilisé en clinique pour des planifications de traitements de radiothérapie avec des temps de calculs acceptables (pas plus de 12 heures de calcul)

A novel method of débridement of fat necrosis in reconstructed breasts [2]

10.1097/01.PRS.0000153858.55820.5FPlastic and Reconstructive Surgery1153946-947PRSU