Thèse Vers une Adaptation Biologique des Traitements de Radiothérapie Grâce à l'Irm Quantitative sur Irm-Linac H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes École doctorale : École doctorale Sciences de la vie et de la santé Laboratoire de recherche : LABORATOIRE TRAITEMENT DU SIGNAL ET DE L'IMAGE Direction de la thèse : Renaud DE CREVOISIER Date limite de candidature : 2026-05-28T00:00:00 Le contexte du travail de thèse est celui de la radiothérapie, une des techniques de traitement du cancer. Elle vise à délivrer une dose d'irradiation élevée de façon ciblé et précise lors de plusieurs séances. A l'heure actuelle le traitement est basé principalement sur des images anatomiques du patient. Or l'imagerie optimale de ciblage pour la grande majorité des tumeurs est l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Elle permet d'obtenir une image anatomique de qualité, ainsi que des informations biologiques (fonctionnelles) avec l'IRM quantitative. Les nouvelles machines de traitement associant linac et IRM (IRM-linac) permettent d'acquérir ces informations à chaque séance de traitement de radiothérapie. Les objectifs de la thèse sont donc de : 1) développer des nouvelles séquences d'IRM multiparamétriques, 2) exploiter les images pour extraire des caractéristiques biologiques de la tumeur, 3) intégrer ces données dans un jumeau numérique multi-échelle afin d'adapter le traitement à chaque patient. L'objectif plus global est d'améliorer les prédictions et d'intégrer les données (comme l'hypoxie) dans des modèles mécanistiques. Cette thèse s'inscrit dans un projet PEPR Santé Numérique National qui vise à développer un jumeau numérique de cancer de prostate. Ce travail de thèse, dans une vision translationnelle, s'inscrit dans un cadre collaboratif entre le Laboratoire Traitement du Signal et de l'Image (LTSI, INSERM) et le département de radiothérapie du Centre Eugène Marquis. L'IRM-linac est présent au Centre Eugène Marquis. Le LTSI est en collaboration avec plusieurs équipes de recherche nationales (Créatis à Lyon, Latim à Brest, ICANS à Strasbourg) et internationales à travers différents projets de recherche. Des travaux ont été amorcés en lien avec le laboratoire Créatis à Lyon, qui est partenaire du projet PEPR Santé Numérique TwinCaRT (https://pepr-santenum.fr/2026/01/26/laureats-aap/) proposant un jumeau numérique multi-échelle. A travers ce projet et d'autres, le LTSI se positionne en leader national en jumeau numérique pour le traitement des cancers.

La radiothérapie externe permet des traitements de plus en plus précis grâce à des appareils dédiés coûteux. L'accélérateur couplé à une IRM (IRM-Linac) est une innovation technique très récente permettant de visualiser la tumeur (de façon anatomique et biologique) à chaque séance à l'aide de l'IRM, on l'appelle aussi radiothérapie adaptative guidée par IRM. Ce projet de thèse rentre dans un projet de plus grande ampleur de jumeau numérique pour les patients diagnostiqués avec un cancer de la prostate afin de prédire la progression de la tumeur et la réponse à la radiothérapie. Le jumeau numérique permettra l'optimisation du traitement via des simulations in silico qui génèreront la distribution spatiale de cellules survivantes et des images de synthèse. Une coopération entre le réel et le virtuel sera mise en place afin de délivrer un traitement spécifique patient. Les enjeux cliniques sont l'amélioration du contrôle local (la guérison) et la diminution des effets secondaires des traitements du cancer, par une personnalisation accrue de chaque traitement.