Méthodes d'apprentissage pour le contrôle de dose en hadronthérapie en Prompt-Gamma Time Imagin[...]

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Méthodes d'apprentissage pour le contrôle de dose en hadronthérapie en Prompt-Gamma Time Imaging (H/F)

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :

Date Limite Candidature : jeudi 24 avril 2025 00:00:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Méthodes d'apprentissage pour le contrôle de dose en hadronthérapie en Prompt-Gamma Time Imaging (H/F)
Référence : UMR7346-ANNPOR-151
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : MARSEILLE 09
Date de publication : jeudi 27 février 2025
Type de contrat : Chercheur en contrat CDD
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 mai 2025
Quotité de travail : Complet
Rémunération : entre 3081 et 4291 euros bruts mensuels selon expérience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : 01 - Interactions, particules, noyaux du laboratoire au cosmos

Missions

Le travail de recherche s'inscrit dans le contexte du projet Prompt-Gamma Time Imaging (PGTI), financé par l’ERC, 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 moniteur de faisceau 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 le profil de dépôt de dose à partir des mesures de temps de vol avec une précision suffisante pour ajuster le traitement en temps réel par rapport au plan de traitement.

Activités

La personne recrutée rejoindra l'équipe imXgam du Centre de Physique des Particules de Marseille responsable du développement de la méthodologie de traitement des données du projet PGTI.

Le chercheur/la chercheuse 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 :

1. 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.
2. 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.

La personne recrutée s'intégrera au projet PGTI financé par une ERC Starting Grant portée par Sara Marcatili (LPSC) dans le cadre d’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.
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.

Compétences

Au moins deux compétences parmi traitement des données, méthodes d’apprentissage, Physique médicale, Simulation Monte Carlo.
Développement en langage python.
Savoir rendre compte en français ou anglais (présentations, rapports, rédactions d’articles), accueillir, écouter et communiquer avec diplomatie.
Aisance relationnelle, rigueur et organisation, autonomie.
Compétences managériales.

Contexte de travail

Situé au cœur du Parc National des Calanques, sur le campus de Luminy, le CPPM est un laboratoire de recherche commun au CNRS et à Aix-Marseille Université, qui compte environ 180 chercheurs, ingénieurs et doctorants. Le laboratoire étudie des sujets allant de la physique des particules à la physique des astroparticules et à la cosmologie, avec une forte force technologique en électronique, mécanique, instrumentation et informatique, permettant la conception et la construction de systèmes de détection de pointe, souvent appelés à fonctionner dans des conditions extrêmes : dans les profondeurs de la mer, dans l'espace ou sous terre. La plupart de nos recherches sont menées dans le cadre de collaborations scientifiques internationales de premier plan et nos contributions sont reconnues dans le monde entier. Le CPPM s'engage à mener des recherches éthiques et à promouvoir la diversité et l'inclusion sur le lieu de travail, et fournit un soutien administratif et logistique aux nouveaux arrivants, en particulier aux doctorants. (plus de détails ici : https://www.cppm.in2p3.fr/web/fr/index.html)