Suivi en temps réel de tumeurs cancéreuses par résonance magnétique et applications à la radiothérapie
La combinaison d’une résonance magnétique à un appareil de radiothérapie externe ouvre la possibilité de visualiser la tumeur durant la totalité d’un traitement sans soumettre le patient à une dose de radiation ionisante supplémentaire due à l’imagerie. Cette nouvelle génération de traitements de radiothérapie, les traitements guidés par résonance magnétique, a récemment vu le jour et redéfinira la mentalité même de planification des soins. Cette thèse vise à la conception d’un algorithme de suivi en temps réel de tumeurs mobiles dans le contexte d’une telle technologie. Un filtre particulaire, une méthode Monte Carlo séquentielle, est utilisé pour accomplir ce but. Le premier objectif consiste à créer un algorithme de contour automatique et de suivi en temps réel de tumeurs pulmonaires sur des images sagittales provenant d’une séquence dynamique acquise sur une résonance magnétique 1.5 T. La preuve de concept est effectuée sur quatre patients atteints d’un cancer du poumon de stade précoce. Le second but de l’étude vise au développement d’un algorithme de prédiction de mouvement de tumeurs pulmonaires. Celui-ci a été évalué sur sept patients provenant du même protocole de recherche. Finalement, le dernier projet de ce doctorat porte sur la généralisation de l’algorithme de suivi afin de pouvoir l’appliquer à l’ensemble de tumeurs mobiles du corps humain. Une étude de la robustesse et de la précision du suivi est effectuée pour diverses anatomies et évaluée sur des images de qualités variées acquises sur une panoplie d’appareils, dont l’IRM-linac. Moyennée sur un total de 24 acquisitions provenant de huit patients et cinq volontaires, l’erreur de suivi est (1.1 ± 0.4) mm. Les résultats de cette thèse doctorale placent ce travail comme un candidat potentiel aux traitements guidés par résonance magnétique.
Mots-clés : IRM-linac, suivi des tumeurs, segmentation intrafraction, prédiction de mouvement, compensation de mouvement, filtre particulaire.
