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Chercheur - Méthodes d'apprentissage pour la hadrontherapie H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 20 octobre 2021

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Informations générales

Référence : UMR7346-ANNPOR-065
Lieu de travail : MARSEILLE 09
Date de publication : mercredi 29 septembre 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 novembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Entre 2743 et 3896 euros selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années

Missions

Le travail de recherche s'inscrit dans le contexte du projet TIARA, qui vise à faire une preuve de concept instrumentale et méthodologique du contrôle en temps réel, et sur données réelles, de la distribution d'émission des Gamma Prompts (GPs) dans le contexte de la hadronthérapie. Un système de détection placé autour du patient - composé d'un hodoscope et de détecteurs gamma d'une résolution temporelle de 100 ps - fournit des mesures de temps de vol des particules mises en jeu dans le traitement. Le premier objectif de la mission proposée est d'exploiter ces données pour être capable de détecter le plus tôt possible une divergence significative entre le traitement réel et le plan de traitement (simulé en amont), et d'arrêter le traitement le cas échéant. L'objectif final est de pouvoir estimer la distribution des vertex des GPs avec une précision suffisante pour ajuster le traitement en temps réel par rapport au plan de traitement. L'accès à ce type d'informations pourrait de plus ouvrir la voie à la mesure de la distribution de dose réelle délivrée.

Activités

Le/La chercheur.euse recruté.e rejoindre l'équipe imXgam du Centre de Physique des Particules de Marseille responsable du développement la méthodologie de traitement des données du projet TIARA.

Il/elle développera une activité de recherche à l'interface entre les sciences de l'information et la physique médicale afin d'explorer des applications de l'intelligence artificielle pour les données de temps de vol en hadronthérapie. Il/elle poursuivra les objectifs principaux suivants : i) perfectionner notre approche de reconstruction 3D des vertex de GPs basée sur un problème d'optimisation qui incorpore la physique de la hadronthérapie (e.g. notamment en analysant des données simulées et réelles disponibles afin d'incorporer des régularisations adaptées). Les résultats obtenus à cette étape permettront en particulier d'optimiser le design de l'instrument pour une résolution spatiale maximale ; ii) évaluer l'apport des méthodes d'apprentissage automatique (machine learning) et d'apprentissage profond (deep learning) pour estimer conjointement la distribution 3D des vertex de GPs et les changements anatomiques (i.e. de densité électronique) entre le temps du plan de traitement et le temps du traitement réel. Cette quantité essentielle au problème est souvent estimée au préalable avec des incertitudes significatives qu'il faudra compenser. Différentes stratégies seront étudiées et les plus pertinentes (transfert learning, utilisation de Generative Adversarial Networks) seront évaluées sur des données réelles avec le retour d'expertise de médecins et radiophysiciens.

Compétences

Le/la candidat.e devra avoir des compétences opérationnelles sur la science des données, les méthodes d'optimisation et/ou d'apprentissage automatique ou profond.

Intérêt pour les applications dans le domaine médical. Une connaissance du contexte et/ou de la science de la physique médicale, plus précisément de la radio/hadronthérapie sera appréciée.

Capacité à travailler dans un conteste interdisciplinaire

Communication

Contexte de travail

Le/la chercheur.euse s'intégrera au projet TIARA (Time-of-flight Imaging ARrAy for real-time monitoring in hadrontherapy) financé par le Plan Cancer de l'Inserm, PCSI 2020 (Physique, Chimie ou Sciences de l'Ingénieur appliqués au Cancer), une collaboration tripartite entre le Laboratoire de Physique Subatomique & Cosmologie (LPSC) à Grenoble, le Centre de Physique des Particules de Marseille (CPPM) et le Centre Antoine Lacassagne (CAL) à Nice. Dans ce projet, le CPPM est responsable du développement de la méthodologie de traitement des données.
Il/Elle bénéficiera de l'environnement de travail pluridisciplinaire, riche et stimulant de l'équipe imXgam, du CPPM et du Campus de Luminy, dont un accès au savoir-faire et aux moyens informatiques du Centre de Calcul de l'IN2P3.

Contraintes et risques

Le travail de recherche se fera en étroite collaboration avec l'équipe du LPSC spécialiste en physique de la hadronthérapie et nécessitera des visites de travail de 1-2 jours au LPSC, Grenoble et au CAL, Nice.

Informations complémentaires

Pour de plus amples informations, contacter Yannick Boursier (boursier@cppm.in2p3.fr).

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