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Doctorat en imagerie médicale H/F

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

Date Limite Candidature : lundi 16 novembre 2020

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Informations générales

Référence : UMR9012-LAUMEN-002
Lieu de travail : ORSAY,ORSAY
Date de publication : lundi 5 octobre 2020
Nom du responsable scientifique : Laurent MENARD
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 14 décembre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

La thérapie interne par radionucléides est actuellement en pleine évolution grâce au développement conjoint de nouveaux traceurs et de radionucléides innovants, qui ouvrent notamment la porte à un traitement plus ciblé des cancers. Dans ce contexte, la grande hétérogénéité des doses absorbées et des effets observés, à la fois en termes de toxicité et de réponse, démontrent qu'une dosimétrie personnalisée est essentielle pour optimiser l'activité administrée et mieux définir les doses de tolérance. Celle-ci doit reposer sur une quantification précise de la biodistribution et de la cinétique du radiopharmaceutique au niveau de la cible et des organes à risque. En pratique clinique, ces informations sont obtenues au cours de la phase de planification à partir de l'image d'un traceur pré-thérapeutique ou, pendant le traitement, à l'aide d'une sonde de comptage. En théorie, le meilleur moyen d'accéder à une vraie quantification de la dose absorbée serait de pouvoir réaliser une image de la distribution et de la biocinétique du radionucléide au cours du traitement, ce qui n'est pas possible avec les dispositifs conventionnels, à la fois pour des raisons de performances (fortes activités, gamma de haute énergie), d'ergonomie et de disponibilité (afin de pouvoir accéder à un échantillonnage temporel précis de la cinétique du radiotraceur).
Cette proposition de thèse s'inscrit dans le cadre du projet THIDOS (Optimization of the individualized patient dosimetry in radioiodine therapy of thyroid diseases) dont l'objectif est de proposer de nouvelles approches instrumentales et méthodologiques visant à renforcer le contrôle de la dose délivrée lors du traitement à l'iode radioactif des maladies thyroïdiennes en réduisant les incertitudes sur l'estimation de cette dose. Ce projet repose principalement sur la mise au point d'une gamma-caméra ambulatoire à haute résolution spatiale spécifiquement conçue pour la mesure quantitative au lit du patient de la biocinétique de l'131I dans la thyroïde et les organes à risque (glandes salivaires) avant et après l'administration du traitement. Le deuxième axe porte sur l'analyse de la fiabilité et de la qualité des calculs de dose basés sur l'intégration de différentes données (fonctionnelle et anatomique, pharmacocinétique), dont celles fournies par la nouvelle caméra haute-résolution, dans des modèles dosimétriques. Une étude de faisabilité clinique, menée dans le cadre du traitement des cancers différenciés de la thyroïde et des maladies bénignes de la thyroïde, visera ensuite à démontrer la contribution de nos développements pour mieux corréler la dose réellement délivrée à la dose planifiée, ainsi qu'aux effets cliniques observés (destruction des résidus tumoraux, fonction thyroïdienne, toxicité pour les glandes salivaires). Ce projet est mené en collaboration entre l'IJCLab, l'IRSN (Laboratoire d'évaluation de la dose interne) et l'institut Claudius Régaud (IUCTO, Toulouse). Il est financé par un appel d'offre du Plan Cancer.

Un premier prototype de faisabilité de la gamma caméra ambulatoire (champ de vue de 5x5 cm2) a été développé sur la base de solutions instrumentales déjà développées dans notre laboratoire (scintillateurs inorganiques et matrices de photomultiplicateurs silicium). Son évaluation sur des sources fantômes a mis en évidence des résultats très prometteurs et conformes aux estimations théoriques. Dans la continuité de cette première étude de faisabilité, le projet THIDOS est articulée autour de quatre objectifs principaux qui constituent le cœur de la proposition de thèse :
1) Développer un nouveau prototype clinique de la caméra ambulatoire optimisé en termes de champs de vue (10x10 cm2) et de performances (taux de comptage, sensibilité) pour répondre aux contraintes du contrôle de la dose délivrée à la thyroïde et aux organes à risque avant et au cours du traitement à l'131I. Caractériser le module de photodétection et valider les collimateurs optimisés par simulation Monte Carlo.
2) Caractériser et étalonner la réponse de la caméra (résolution spatiale/énergétique et sensibilité) pour la quantification. Implémenter et valider des méthodes de correction (effet de volume partiel pour des petites structures ou des fixations hétérogènes, diffusion, temps mort) en utilisant des fantômes physiques ou numériques 3D (fantômes thyroïdiens avec inserts et fantôme spécifique de glandes salivaires).
3) Évaluer la précision et la robustesse du protocole de quantification de l'activité dans la thyroïde et les organes à risque (méthodes de correction, temps d'acquisition, nombre de vues angulaires, …) en utilisant des fantômes 3D mimant le traitement des maladies thyroïdiennes bénignes ou des cancers thyroïdiens différenciés. Comparer les performances de la caméra mobile à celles atteintes avec les systèmes conventionnels (gamma caméra planaire, SPECT, sonde de comptage gamma).
4) Évaluer cliniquement l'intérêt dosimétrique de la caméra dans le cadre du traitement des cancers et des maladies bénignes de la thyroïde.

Le/la candidat.e idéal.e aura une formation en physique subatomique ou en physique médicale. Il/elle devrait avoir un goût prononcé pour l'instrumentation, impliquant la conception, le développement et la caractérisation de dispositifs d'imagerie basés sur la simulation. Des compétences en dosimétrie seraient considérées comme un atout. Plus généralement, une bonne maîtrise de la programmation informatique est requise. Enfin, la nature multidisciplinaire du sujet proposé exigera de la rigueur et un sens des relations pour interagir avec les différents partenaires (ingénieur, radiophysicien, médecin nucléaire) et pour coordonner les actions des différentes parties du projet.

Contexte de travail

Le laboratoire IJC Lab (UMR 9012) est une unité mixte de recherche localisée sur le campus d'Orsay et portée par le CNRS et les Universités de Paris et Paris Saclay. Le pôle Physique Santé, qui regroupe une quinzaine de chercheurs et enseignants-chercheurs, se structure autour de trois grands axes portés par trois équipes de recherche : l'imagerie multi-modale préclinique et clinique (optique et isotopique), la radiothérapie et la modélisation du vivant.

Informations complémentaires

Les dossiers de candidature devront inclure un CV détaillé et une lettre de motivation.

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