Jumeau numérique pour une radiothérapie adaptative guidée par la dose et par IRM – DIMADOSE

La radiothérapie joue un rôle majeur dans le traitement des cancers. La radiothérapie adaptative guidée par l'image (IGART) est considérée comme une stratégie très optimale. En effet, elle consiste à générer une nouvelle planification lors de la séance d’irradiation (et non pas à utiliser la seule planification pré-thérapeutique) pour prendre en compte les variations anatomiques survenant en cours d’irradiation, permettant ainsi d’augmenter la dose au volume cible tumoral et à diminuer la dose dans les organes à risque de toxicité. L'introduction récente des IRM-linac va potentiellement révolutionner l’IGART, en tirant parti des images IRM dynamiques et à fort contraste acquises tout au long du traitement visualisant avec une qualité d’image diagnostique les volumes d’intérêt. L’approche standard basée sur le CBCT visualise en effet très mal la cible tumorale. L’IRM peut être utilisée, depuis très récemment, pour générer des images synthétiques de scanner X de bonne qualité (nécessaires aux calculs de distribution de dose) en utilisant des méthodes d'apprentissage profond. Cependant, le calcul de la dose sur ces images n'est pas encore déployé, en raison d'un manque d'outils pour valider ces données créées artificiellement. Les variations de l'anatomie du patient et donc les ajustements du plan de traitement sont effectués à partir des données de densité tissulaire et images scanner initiales. De plus aucun calcul de dose cumulée n'est réalisé en clinique, car les incertitudes affectant ce calcul sont mal évaluées.
Notre projet vise à optimiser l'utilisation des IRM-linac, qui sont actuellement loin d'être exploités à leur plein potentiel, afin de fournir aux patients le traitement le plus personnalisé possible.
Pour mettre en œuvre cette stratégie, trois innovations sont proposées :
1. Optimisation des traitements de RT en proposant des outils originaux de RTA guidés par la dose cumulée et basés sur les jumeaux numériques.
2. Conception de méthodes originales pour améliorer l'assurance qualité de cette stratégie complexe de RT basée sur l'IRM, y compris l'étape de génération de sCT.
3. Simplifier le flux de travail MR-linac standard en supprimant l'étape de planification du prétraitement comprenant l'acquisition de la tomodensitométrie et de l'IRM ainsi que le calcul de la dose de prétraitement.
Les principaux résultats du projet seront la méthodologie utilisée pour simuler les jumeaux numériques, un logiciel prototype intégrant le jumeau numérique, des outils de contrôle de la qualité des images IRM, du scanner synthétique estimé, et du calcul dose cumulée.