Nous développons un modèle physique permettant de simuler de manière réaliste le mouvement des poumons lors de la respiration. Ces travaux concernent directement le traitement par radiothérapie ou hadronthérapie du cancer pulmonaire et entrent dans le contexte du projet ETOILE (Espace de Traitement Oncologique par Ions Légers dans le cadre Européen).

Puisque les tumeurs pulmonaires se déplacent et se déforment avec la respiration, il est essentiel lors du traitement de connaitre leur position en temps réel afin de pouvoir orienter le faisceau de radiations de façon qu’il cible seulement la tumeur.

Plusieurs techniques utilisées en clinique permettent d’anticiper le mouvement des tumeurs. Mais toutes ces techniques ont des inconvénients : l’irradiation d’un volume plus grand que celui de la tumeur et la localisation non précise de la tumeur due au fait de la non reproductibilité du mouvement respiratoire. Le modèle biomécanique que nous développons vise à estimer avec une grande précision la position des tumeurs et des organes traversés par le rayonnement. Ce modèle est basé sur la mécanique des milieux continus en utilisant la méthode des éléments finis pour la simulation numérique. L'originalité du modèle repose sur le fait qu'il doit être piloté par des paramètres externes (mouvement surfacique du thorax, débit d'air entrant et sortant des poumons...) lors des séances de traitement.