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Offre de Thèse: Traitement personnalisé pour la radioembolisation des tumeurs du foie : modélisation multiéchelle vasculaire et dosimétrique

Le carcinome hépatocellulaire (CHC) est la cinquième tumeur maligne la plus commune, avec plus de 700000 nouveaux cas par an dans le monde [Giunchi17]. Il s’agit donc d’un problème de santé publique, d’autant plus que les options de traitement du CHC sont limitées (en France : 15 % chirurgie, 50 % traitements non-chirurgicaux et 35% traitements palliatifs [Andreana12]). La radiothérapie externe présente des contre- indications importantes à cause des effets secondaires des irradiations dans les tissus environnants, et la chimiothérapie est limitée par le développement d’une résistance au traitement et par de nombreux effets secondaires également.
La radioembolisation interne par microsphères radiomarquées 90Y permet d’améliorer le ciblage de la tumeur et de réduire la toxicité.

Le premier objectif de la thèse est de développer un modèle microscopique de répartition des microsphères radioactives dans les petits vaisseaux situés au niveau des triades portales d’un lobule (modèle intra-lobule) ainsi que d’un ensemble de lobules. Ces travaux pourront se baser sur des études préliminaires proposées par [Walrand14]. Les données d’entrées (débit sanguin, pression, nombre de sphères) de ce modèle seront supposées connues dans un premier temps, et devront être représentatives de l’état physio-pathologique du tissu (sain, nodule, carcinome). Ce modèle devra permettre de simuler l’hétérogénéité de la distribution (en particulier les clusters de sphères), dont l’influence est grande sur l’efficacité du traitement [Högberg15].
Le second objectif de la thèse consistera à mettre au point un modèle de micro-dosimétrie (en se basant sur les modèles existants – Monte Carlo, Dose Point Kernel..) permettant de simuler la dose absorbée par les tissus proches des sources radioactives (microsphères), étant donnée une distribution des sphères simulées à l’étape précédente. L’effet de la non homogénéité de la répartition des sources (pour une même quantité de micro-phères) sur la dose absorbée sera évaluée, permettant ainsi de simuler une injection d’une même quantité d’activité par l’intermédiaire d’un certain nombre de sphères en verre, ou d’un nombre beaucoup plus grand de sphères en résine, reflétant les deux cas caractéristiques appliqués en routine clinique.
Le couplage de ces modèles avec un modèle mésoscopique de croissance de vaisseaux, spécifique patient, déjà disponible au LTSI devrait permettre de fournir une carte 3D de la dose absorbée par les tissus, et en particulier par la tumeur.