Résumé (Voir le fichier PDF plus bas)
L’objectif de ce stage est de participer à un projet visant à améliorer le traitement du cancer à l’aide de plusieurs systèmes d’imagerie innovants. Le stagiaire devra travailler avec une équipe multidisciplinaire compose d’informaticiens, de physiciens et de cliniciens. Il bénéficiera d’un accès au plateau technique scanner 4D, tomographe Cone-Beam et système optique d’acquisition surfacique dynamique. Il devra s’investir à la fois en analyse et traitement d’images, ainsi que lors de la mise en place d’un protocole expérimental d’acquisition de données.
1 Contexte médical
La radiothérapie est une des trois modalités principales avec la chirurgie et la chimiothérapie pour traiter le cancer. Ce type de traitement consiste à délivrer le maximum de dose de rayons X, produits par des accélérateurs linéaires, à un volume cible contenant la tumeur tout en épargnant au maximum les tissus sains environnants. L’imagerie médicale est alors de première importance puisque toutes les étapes du traitement, allant du diagnostic au dépôt de la dose, sont basées sur les informations extraites à partir d’images du patient. Dans le cas du cancer du poumon où la tumeur se déplace avec la respiration (Figure 1b), la planification du traitement doit tenir compte du mouvement respiratoire.
Ceci induit généralement l’ajout de marges de sécurité autour du volume cible. Une réduction des marges, permettant ainsi de mieux épargner les tissus sains, peut être obtenue en localisant précisément la tumeur au cours du traitement puis, en autorisant l’irradiation uniquement lorsqu’elle se trouve dans une zone prédéfinie. Une approche serait alors d’imager le patient régulièrement avec l’imageur embarqué “cone-beam” à rayons X, disponible dans la salle de traitement, capable de fournir des informations internes à intervalles reguliers. Cela implique cependant une dose non localisée non-négligeable pour le patient. Un autre type d’acquisition d’images est en cours d’évaluation. Il s’agit du système optique AlignRT, commercialisé par l’entreprise VisionRT. Ce système est compose de deux consoles, chacune équipée d’un projecteur et d’un système de camera stéréo. En projetant un motif sur le patient pendant le traitement, le système est capable de reconstruire à haute résolution temporelle, la surface du corps du patient. Ce système est donc non-ionisant pour le patient. En revanche l’information fournie concerne uniquement le mouvement externe, qui doit donc être mise en correspondance avec le mouvement de la tumeur. Le stage propose consiste en une étude de faisabilité pour le traitement à l’aide du système AlignRT. L’objectif est d’exploiter l’information obtenue par le système optique pour en déduire autant que possible le mouvement de la tumeur, et de la comparer avec celle fournie par l’imageur cone-beam.
2 Description du sujet
Mesures
Le système Align RT est installé dans une salle de traitement au CLB. Il permet d’acquérir des surfaces dynamiques synchronisées avec l’imageur Cone-Beam. Comme on peut le voir sur la figure 2b, l’imageur cone-beam est également disponible dans cette salle de traitement. Dans une première partie du stage, le stagiaire devra prendre en main le logiciel. Il établira alors un protocole d’acquisition de surfaces, synchronisé avec l’acquisition d’images du système cone-beam. Le protocole devra d’abord être testé sur fantôme et sera ensuite appliqué à un groupe de patients sélectionnés.
Exploitation des surfaces
Dans une deuxième partie, le stagiaire devra développer des outils mathématiques et informatiques pour exploiter les surfaces acquises sous forme de maillages dynamiques. Ces outils devront permettre d’estimer le déplacement des points sur la surface et d’évaluer certains nombres de paramètres tels que le changement de volume sous la surface.
Corrélation avec mouvement interne
Dans une troisième partie, il s’agira de mettre en correspondance les mouvements externes estimés avec le mouvement tumoral observe aux rayons X, éventuellement au moyen de méthodes d’apprentissage automatisé. Enfin, le stagiaire devra évaluer l’intérêt et la robustesse des méthodes proposées, en comparant les résultats obtenus à la méthode de référence.
3 Informations Pratiques
Ce stage s’effectuera au sein de l’équipe pluridisciplinaire de recherche RIO (Rayonnement, Image, Oncologie) basée à la fois au centre regional de lutte contre le cancer Leon Bérard (CLB) et au laboratoire du CNRS Creatis. Cette équipe est composée de spécialistes en traitement d’images, de physiciens des particules, de physiciens médicaux et de radiothérapeutes. Il sera encadré par Louise Grezes-Besset (Doctorante 3ème année), Jef Vandemeulebroucke (Doctorant 3ème année), Joel Schaerer (Ingenieur de recherche) et David Sarrut4 (Chargé de recherche CNRS). Ce stage est indemnisé. Le candidat devra montrer un interêt particulier pour le traitement d’images et de signaux. Des connaissances en programmation et notamment en C++ sont requises. Des connaissances en ITK et/ou VTK sont un plus
Contacts :
- David Sarrut David.Sarrut@creatis.insa-lyon.fr 04 78 78 51 51
- Louise Grezes-Besset louise.grezes-besset@creatis.insa-lyon.fr
- Joel Schaerer joel.schaerer@creatis.insa-lyon.fr
Centre Léon Bérard / Laboratoire CREATIS-LRMN
28 rue Laënnec, 69373 Lyon cedex 08