Stage : Simulation des déformations des tissus mous pour améliorer la précision de la radiothérapie

Requisition #: 16410

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Pour ce stage niveau master en genie mécanique de 6 mois, nous recherchons des candidats avec un très bon niveau en analyse des éléments finis et une motivation pour la recherche biomédicale.

Simulation du remplissage de la vessie et du rectum pour une distribution optimisée de la dose en radiothérapie

Contexte : ce stage fait partie d'une recherche en cours sur l'amélioration des flux de travail en radiothérapie adaptative pour le traitement du cancer à l'aide de la technologie des jumeaux numériques. La radiothérapie adaptative, en particulier lorsqu'elle est guidée par la RM-linacs, vise à améliorer la précision du traitement en adaptant dynamiquement la distribution de la dose en fonction des changements anatomiques quotidiens.

L'un des principaux défis de la radiothérapie pelvienne, en particulier pour les patients atteints de cancer de la prostate et du col de l'utérus, est la variabilité significative du remplissage de la vessie et du rectum, qui peut affecter le positionnement des organes cibles et, en fin de compte, avoir un impact sur l'efficacité du traitement et l'épargne des organes à risque. Les méthodes de travail cliniques actuelles reposent sur des recalculs de dose quotidiens basés sur l'IRM, mais ceux-ci ne tiennent pas compte de l'accumulation de la dose et des grandes déformations anatomiques causées par le remplissage de la vessie et du rectum.

Les jumeaux numériques offrent une solution prometteuse à ce défi en simulant les déformations anatomiques, en anticipant les adaptations du traitement et en fournissant des stratégies personnalisées d'optimisation de la dose. Cependant, le développement de modèles biomécaniques spécifiques au patient qui prédisent avec précision les grandes déformations reste une question de recherche ouverte.

Objectif : L'objectif principal de ce stage est de développer un cadre de simulation biomécanique pour modéliser le remplissage de la vessie et du rectum et évaluer son impact sur l'administration de la dose pendant la radiothérapie pelvienne.

1. Développement de modèles d'éléments finis de haute fidélité : Création de modèles biomécaniques de la vessie, du rectum et des organes pelviens environnants spécifiques au patient, intégrant les propriétés des matériaux et les conditions aux limites.

2. Simulation de la dynamique de remplissage de la vessie et du rectum : mise en œuvre de modèles de déformation basés sur la charge dans Ansys LS-DYNA pour prédire comment le remplissage de la vessie affecte les organes environnants.

3. Validation à l'aide de données de patients : Application des modèles développés à des ensembles de données cliniques pour comparer les déformations prédites avec les variations anatomiques observées pendant le traitement.

Le stage se déroulera dans les locaux d'Ansys Villeurbanne au sein d'une équipe de recherche multidisciplinaire axée sur les applications biomédicales.