Ultra-high dose rate external beam radiotherapy (UHDR-RT) uses dose rates of several tens to thousands of Gy/s, compared with the dose rate of the order of a few Gy/min for conventional radiotherapy techniques, currently used in clinical practice. The use of such dose rate is likely to improve the therapeutic index by obtaining a radiobiological effect, known as the “FLASH” effect. This would maintain tumor control while enhancing tissues protection. To date, this effect has been achieved using beams of electrons, photons, protons, and heavy ions. However, the conditions required to achieve this “FLASH” effect are not well defined, and raise several questions, particularly with regard to the definition of the prescription, including dose fractionation, irradiated volume and the temporal structure of the pulsed beam. In addition, the dose delivered over a very short period induces technical challenges, particularly in terms of detectors, which must be mastered to guarantee safe clinical implementation. IRSN has carried out an in-depth literature review of the UHDR-RT technique, covering various aspects relating to patient radiation protection: the radiobiological mechanisms associated with the FLASH effect, the used temporal structure of the UHDR beams, accelerators and dose control, the properties of detectors to be used with UHDR beams, planning, clinical implementation, and clinical studies already carried out or in progress.

La radiothérapie externe d’ultra-haut débit de dose utilise des débits de dose de plusieurs dizaines à plusieurs milliers de Gy/s, comparé au débit de dose de l’ordre de quelques Gy/min pour les techniques classiques de radiothérapie actuellement utilisées en clinique. L’utilisation d’un tel débit de dose est susceptible d’améliorer l’indice thérapeutique par l’obtention d’un effet radiobiologique, appelé effet « FLASH ». Ce dernier permettrait de maintenir le contrôle tumoral tout en améliorant la protection des tissus. À ce jour, cet effet a été obtenu en utilisant des faisceaux d’électrons, de photons, de protons et d’ions lourds. Néanmoins, les conditions nécessaires pour l’obtention de cet effet « FLASH » ne sont pas bien déterminées et soulèvent un grand nombre de questions vis-à-vis de la définition de la prescription, notamment le fractionnement de la dose, le volume irradié ou encore la structure temporelle du faisceau pulsé. Par ailleurs, la dose délivrée sur un temps très court induit des défis techniques, notamment pour les détecteurs, qui doivent être maîtrisés pour garantir une mise en œuvre clinique sûre. L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) a réalisé une étude bibliographique approfondie sur la technique de la radiothérapie externe d’ultra-haut débit de dose portant sur différents aspects en lien avec la radioprotection des patients^{1https://www.irsn.fr/sites/default/files/2024-05/Rapport-IRSN-2024-00179_Radiotherapie-UHDD_Effet-FLASH_16_05_2024.pdf.}  : les mécanismes radiobiologiques associés à l’effet FLASH, la structure temporelle des faisceaux de radiothérapie externe d’ultra-haut débit de dose utilisés, le contrôle des accélérateurs et de la dose, les propriétés des détecteurs pour un usage avec des faisceaux UHDD, la planification et la mise en œuvre en clinique ainsi que les études cliniques déjà menées ou en cours.