Lorsque le faisceau de protons pénètre dans le corps du patient, il est ralenti et génère un flux de neutrons — comme un caillou jeté dans l'eau projette des éclaboussures. Grâce à ces neutrons, les médecins vérifient à quelle profondeur les protons se sont arrêtés, afin que l'irradiation atteigne précisément la tumeur et non les tissus sains.
Mais calculer cette « pluie de neutrons » sur ordinateur est une longue histoire : une simulation complète d'un seul faisceau peut prendre des heures. Les chercheurs ont proposé de remplacer le calcul lent par un réseau de neurones qui apprend à partir d'exemples existants et fournit une carte des neutrons en 23 secondes. L'erreur de prédiction est d'environ 7 % pour les protons et de 14 % pour les neutrons, et la concordance des distributions spatiales est de près de 100 %.
Un calcul aussi rapide aidera non seulement à vérifier la précision de l'irradiation, mais aussi à évaluer la dose due aux neutrons — ce qui est important pour la sécurité du patient. À l'avenir, la méthode pourra être étendue à d'autres particules produites lors de l'irradiation.
Les neutrons produits lors de la protonthérapie irradient également le corps, il faut donc tenir compte de leur distribution pour ne pas endommager les tissus sains.