Mais qu’est-ce que la physique médicale, au juste?
La physique médicale est l’application de la physique à la médecine pour le diagnostic et le traitement des maladies.
Les physiciens médicaux utilisent des concepts physiques, comme les rayons X, les ultrasons et les champs magnétiques, afin de les mettre au service des soins du patient. Ces concepts peuvent contribuer à améliorer la qualité des images médicales, assurer la sécurité des patients et des travailleurs, planifier des traitements en radiothérapie, etc.
Les physiciens médicaux travaillent en étroite collaboration avec les médecins et avec de nombreux autres professionnels de la santé en imagerie diagnostique, en radiothérapie, en médecine nucléaire, en génie biomédical ainsi qu’en informatique.
La physique médicale demeure pourtant une discipline méconnue! On trouve moins de 200 physiciens médicaux au Québec, dont près d’une trentaine au CHU de Québec-Université Laval (CHU). Pour souligner la Journée de la physique médicale du 7 novembre, allons à la rencontre de l’un d’eux : Luc Gingras.
Parcours académique et professionnel
Luc s’est joint à l’équipe de physique médicale de L’Hôtel-Dieu de Québec en 2001, à la suite d’un impressionnant parcours universitaire en physique nucléaire. Titulaire d’une maîtrise et d’un doctorat, il a soutenu sa thèse en 2002 sur le rôle de l’asymétrie de masse et de l’asymétrie d’isospin en voie d’entrée pour la production de particules et de fragments dans les collisions d’ions lourds (autrement dit, comment la différence de masse et de composition entre deux noyaux influence la création de nouvelles particules lors de leur collision).
Cette solide formation scientifique lui a fourni une base rigoureuse qu’il a su mettre au service des soins de santé en se consacrant depuis plus de vingt ans à l’application de la physique médicale au bénéfice des patients en radiothérapie.
Aujourd’hui coordonnateur de tout le volet contrôle de la qualité au sein du service de physique médicale du CHU, Luc est reconnu pour sa rigueur scientifique, sa polyvalence et son engagement constant envers l’amélioration des pratiques cliniques, de la recherche et de l’enseignement.
Soins aux patients
Dès les débuts de sa carrière, Luc a contribué significativement au développement de l’Intensity Modulation Radiation Therapy (IMRT), une technique de traitement aujourd’hui courante, mais encore émergente au début des années 2000.
Cette technique de radiothérapie ajuste le rayonnement du point de vue de sa forme et de son intensité afin de réduire les risques d’endommager les tissus sains tout en étant le plus efficace possible pour détruire la tumeur.
Visionnaire et méthodique, Luc développe régulièrement des outils mathématiques et physiques complexes destinés à soutenir la prise de décisions des radio-oncologues.
L’outil d’application des modèles radiobiologiques qu’il a développé lors de la mise en service de l’IMRT pour établir les prescriptions à utiliser avec cette technique sert encore à ce jour pour évaluer les différents schémas de compensation possible dans les cas d’interruptions non prévue de traitement des patients (bris d’appareil, problèmes de transport, hospitalisation imprévue, etc.).
Cet outil a notamment été très utile lors du déménagement vers le Centre intégré de cancérologie (CIC), où certaines interruptions de traitement ont été inévitables.
Plus récemment, Luc a conçu un outil de simulation permettant d’évaluer les marges optimales à appliquer autour des lésions cancéreuses en prenant en compte l’ensemble des incertitudes affectant les traitements. Une marge trop étroite peut diminuer le contrôle tumoral, tandis qu’une marge trop large peut induire des radiotoxicités aux tissus sains. Cet outil a été crucial lors de la mise en service de la technique de traitement des cas abdominaux avec synchronisation respiratoire sur l’IRM-Linac, une première au Québec.
Enseignement
Depuis le début de sa pratique, Luc s’est engagé activement dans l’enseignement aux futurs physiciens médicaux. Il est particulièrement reconnu pour son cours sur les accélérateurs médicaux. En retirant les panneaux de finition des appareils complexes et en présentant chacune de leurs composantes, il revisite avec les étudiants les fondements de l’électromagnétisme et leur fait découvrir par exemple les subtilités du système de distribution de l’alimentation électrique et de l’électronique de contrôle du faisceau.
Depuis 20 ans, ce sont environ 135 étudiants en physique médicale qui ont bénéficié de son enseignement. Ces étudiants travaillent maintenant un peu partout dans les centres de radiothérapie du Québec, mais également dans d’autres régions du monde.
« En tant qu’étudiante à la maîtrise en physique médicale, que Luc co-supervise, j’ai pu constater à quel point il s’investit dans mon projet malgré son emploi du temps chargé. Il n’est pas toujours disponible immédiatement, mais il fait systématiquement l’effort de trouver du temps pour m’aider et m’accompagner lorsque c’est possible. Il se distingue par sa patience, sa passion et sa pédagogie : il prend le temps d’expliquer clairement, sans jamais porter de jugement, ce qui crée un environnement d’apprentissage ouvert et respectueux. Les commentaires entendus à son sujet de la part de mes collègues sont également très positifs; beaucoup soulignent qu’il offre volontiers son soutien même à des étudiants qu’il ne co-supervise pas directement, ce qui reflète un profond engagement humain et académique. »
– Élodie, étudiante à la maîtrise en physique médicale
Recherche et innovation
Également impliqué en recherche, Luc a supervisé les travaux d’une quinzaine d’étudiants à la maîtrise et au doctorat au fil des ans.
Il a aussi publié une cinquantaine d’articles scientifiques au cours de sa carrière. Ses principaux champs d’intérêt en recherche portent actuellement sur les applications de dosimétrie avancée au moyen de détecteurs à fibres scintillantes (ou le développement de nouveaux outils pour mesurer avec précision les doses de radiation en utilisant de petites fibres optiques lumineuses) ainsi que sur la radiothérapie guidée par imagerie permettant l’adoption de stratégie de replanification adaptative (ou sur la manière de rendre la radiothérapie plus personnalisée à l’aide d’images prises pendant le traitement pour adapter les plans de rayonnement au jour le jour).
Ces projets de recherche menés directement en milieu hospitalier ont permis l’implantation de nouveaux outils et le développement de nouvelles techniques de traitement avant-gardistes.
Certains des projets de Luc ont également menés à des brevets pour des solutions aujourd’hui commercialisées par l’industrie médicale. L’innovation technologique a toujours fait partie de ses forces et de ses passions, au bénéfice des patients de notre établissement.
Évaluation des nouvelles technologie et acquisition d’équipements
Les physiciens médicaux sont souvent interpellés dans l’évaluation des nouvelles technologies, leur formation étant particulièrement utile dans ce processus. Luc ne fait pas exception à la règle et a, au fil des années, pris part à de nombreuses évaluations de technologies émergentes ainsi qu’à des appels d’offres encadrant l’acquisition d’équipements.
Il a de plus participé à une multitude de projets d’intégration clinique de technologies nouvelles, qu’il s’agisse de l’imagerie embarquée, du changement de modèle des accélérateurs linéaires ou encore de la mise en service de l’IRM-Linac, un appareil à la fine pointe de la technologie combinant un accélérateur de traitement à un système d’imagerie par résonance magnétique.
Dans ce dernier projet, le CHU s’est vu confier par le ministère de la Santé et des Services sociaux la mission d’évaluer cette technologie, à la suite d’une recommandation de l’Institut d’excellence en santé et en services sociaux (INESSS) de n’en autoriser l’installation que dans un nombre restreint de centres capables de contribuer au développement de la preuve scientifique précisant la place de l’IRM-Linac dans l’arsenal thérapeutique de la radio-oncologie.
Un pilier de la physique médicale
Scientifique rigoureux, pédagogue inspirant et collègue d’une grande générosité intellectuelle, Luc Gingras incarne l’excellence et la curiosité qui animent la physique médicale.
Par ses contributions cliniques, ses innovations technologiques et son engagement envers la formation de la relève, il contribue chaque jour à améliorer la qualité des soins offerts aux patients.
En terminant, voici ses réponses à quelques questions.
Qu’est-ce qui t’allume le plus de la physique médicale?
Luc : « Je suis, et j’ai toujours été, un passionné de physique de la matière et du rayonnement. J’adore travailler avec ces concepts et encore plus les appliquer expérimentalement. La beauté de notre discipline qu’est la physique médicale est justement de permettre de transférer ces notions fondamentales vers l’humain, qui est en soi un système physique à la fois complexe et fascinant. Le plus formidable étant évidemment de savoir que tous les efforts que l’on déploie quotidiennement dans la pratique de cette discipline profitent directement, collectivement et individuellement aux personnes qui nous entourent et qui sont touchées par la maladie. »
Quel est le projet ou l’élément de ton travail qui te rend le plus fier?
Luc : « Depuis mes débuts dans le domaine, j’ai eu la chance de travailler avec une équipe de collègues fantastiques qui ont toujours eu à cœur d’améliorer continuellement la qualité des soins aux patients en radio-oncologie. Nous avons donc pu réaliser au fil des ans plusieurs projets dont je retire une grande fierté. De ceux-ci, celui qui m’habite quotidiennement et me tiens probablement le plus à cœur est d’avoir pu bâtir un programme solide et cohérent de contrôle de la qualité des équipements médicaux spécialisés auquel participe activement une grande partie des équipes de physique médicale, du génie biomédical et de technologues en radio-oncologie. »
Qu’est-ce qui te passionne en dehors du boulot?
Luc : « La famille, les voyages, la lecture, les documentaires et beaucoup la musique (je suis un fan de basse électrique!). »
Merci à Luc Gingras ainsi qu’à toute l’équipe de physique médicale du CHU qui œuvre chaque jour pour améliorer les soins aux patients!
Photo principale : Luc Gingras enseigne depuis plus de 20 ans aux étudiants en physique médicale.