Mise en oeuvre et évaluation d'outils de fusion d'image en radiothérapie

Le cancer est un problème majeur de santé publique. Les traitements peuvent être à visée systémique ou loco-régionale, dans ce dernier cas l imagerie médicale jour un rôle important, permettant de préciser la localisation de la tumeur. L objectif de la radiothérapie est de délivrer une dose curatrice de radiation au volume cible tout en épargnant les organes à risques (OAR) avoisinants. La détermination de la localisation précise de ce volume cible ainsi que des OAR permet de définir la balistique des faisceaux d irradiation. Après le rappel des principes de la radiothérapie, nous précisons les enjeux cliniques des tumeurs oculaires, cérébrales et prostatiques. Les différentes techniques de recalage d images sont passées en revue dans le but d être didactique vis-à-vis de la communauté médicale. Les résultats du recalage sont présentés dans le cadre de la planification de la radiothérapie oculaire, cérébrale et prostatique afin de préciser les types de recalage applicable en oncologie. Nous présentons les perspectives de ce type d application selon différentes régions anatomiques ainsi que son intérêt dans la segmentation automatique. Les applications de la segmentation automatique et l évaluation des résultats dans le cadre des tumeurs de l encéphale sont décrits après avoir passé en revue les différentes méthodes de segmentation selon les localisations anatomiques. Une application originale est la simulation numérique de la croissance tumorale virtuelle qui est comparée avec la croissance réelle d une tumeur cérébrale présentée par un patient. Nous concluons avec les différents développements de la fusion d image ainsi que les pistes de recherche devant être explorées.Cancer is a major problem of public health. Treatment can be done in a general or loco-regional way, in which case medical images are important as they specify the localization of the tumour. The objective of the radiotherapy is to deliver a curative dose of radiation in the target volume while sparing the organs at risks (OAR). The determination of the accurate localization of the targets volume as well as OAF makes it possible to define the ballistics of irradiation beams. After the description of the principles of radiotherapy and cancers treatment, we specify the clinical stakes of ocular, cerebral and prostatic tumours. We review the state of the art image matching algorithms, with a didactic purpose for the medical community. The results of image matching techniques are presented in the framework of cerebral and prostatic radiotherapy planning in order to determine the types of applicable method in oncology. Then, we present the prospects for these methods with respect to the anatomical localization and automatic segmentation. Applications of automatic segmentation and the evaluation of the results in the framework of brain tumour are described after a review of the various segmentation methods according to anatomical localizations. An original application is the digital simulation of the virtual tumoral growth and the comparison with the real growth of a cerebral tumour presented by a patient. We conclude with the future developments possible of the tools for image processing in radiotherapy as well as the tracks of research to be explored in oncology.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSOPHIA ANTIPOLIS-INRIA I3S (061522305) / SudocSudocFranceF