Extraction et analyse de biomarqueurs issus de l'imagerie multi-modalité pour l'amélioration de la planification de traitement en radiothérapie

par Sylvain Reuze

Projet de thèse en Recherche clinique, innovation technologique, santé publique

Sous la direction de Eric Deutsch et de Charlotte Robert.

Thèses en préparation à Paris Saclay , dans le cadre de Cancérologie : biologie - médecine - santé , en partenariat avec Unité de Radiothérapie Moléculaire (laboratoire) et de Université Paris-Sud (établissement de préparation de la thèse) depuis le 01-10-2015 .


  • Résumé

    La délinéation des zones tumorales à irradier est une étape primordiale de la planification du traitement en radiothérapie. Ce volume est défini le plus souvent à partir d'images anatomiques et la dose délivrée est dans la majorité des cas homogène. L'intégration des images fonctionnelles multi- modalités doit permettre d'améliorer la réponse à la thérapie. Au cours de ce projet, nous développerons deux outils novateurs, basés sur une analyse de l'hétérogénéité tumorale multi-modalité (CT, IRM et TEP), pour une application à la radiothérapie. Le premier outil aura pour objectif de mettre en correspondance les caractéristiques globales des tumeurs (forme, taille, texture) extraites des différentes images avec la survie sans progression et la survie globale du patient. Ce logiciel permettra ainsi d'identifier in-vivo les tumeurs les plus agressives nécessitant une stratégie thérapeutique personnalisée. Le second outil identifiera, par l'obtention d'une signature biologique à l'échelle du pixel, les zones susceptibles de rechuter avec une radiothérapie conventionnelle. Trois cohortes de patients atteints de cancer ORL seront utilisées pour la validation. La première, cohorte rétrospective de 100 patients, servira à la tâche d'apprentissage. Deux cohortes prospectives permettront la validation des résultats. A l'issue de ce projet, une irradiation hétérogène des tumeurs pourra être définie. Elle devrait améliorer l'efficacité thérapeutique via un meilleur contrôle tumoral local.

  • Titre traduit

    Extraction and analysis of biomarkers derived from multi-modality imaging for improved treatment planning in radiotherapy


  • Résumé

    The delineation of target volumes is of major importance during a radiotherapy treatment. These volumes are often defined on anatomical images (CT or MRI) and the delivered dose is homogeneously distributed in most cases. Integration of functional multi-modality images should improve the response to the therapy. During this project, two innovative software based on the characterization of the tumor heterogeneity using multi-modality imaging (CT, MRI, and PET) will be developed. Both tools will have a direct application in radiotherapy. The first tool will identify the features of the tumor (shape, texture…) derived from various images that correlate with the progression free survival and the global survival of the patient. This software will help to determine the most aggressive tumors that require a personalized therapeutic strategy. The second tool will identify areas having a high probability of relapse with a conventional RT treatment by analyzing the biological signature of the tumor at the voxel level. Three patient cohorts will be used for the software validation. The first cohort will be a retrospective cohort including 100 patients. This cohort will be used as a training set. Two prospective cohorts will be used to validate the results. At the end of the project, heterogeneous irradiation plans will be defined based on the biological heterogeneities of tumors. These optimal irradiations could improve the therapeutic efficiency through a better tumor control.