Le principe de la radio/hadron-thérapie consiste à déposer une dose létale de rayonnement dans la tumeur tout en réduisant l’impact de cette dose sur les tissus sains. Lorsque la tumeur se trouve sur un organe en mouvement, la difficulté majeure est de cibler la tumeur pendant le traitement. Ce facteur limitant est particulièrement marqué dans le cas des tumeurs pulmonaires pour lesquelles les résultats cliniques sont encore insatisfaisants.
Cette proposition de thèse consiste à améliorer et optimiser le modèle biomécanique 4D (3D+t) de l’appareil respiratoire développé au sein de l’équipe. Calculer les distributions de dose dans les organes en mouvement, suite aux interactions des ions de haute énergie avec la matière vivante. Ceci nécessite un calcul précis de la position et de la densité de la tumeur ainsi que des organes traversés par le faisceau d’ions.
Par ailleurs, nous cherchons à contribuer au développement de systèmes d’imagerie de contrôle en ligne de l’irradiation (comme l’imagerie TEP ou Gamma Prompt). L'objectif est alors de localiser les événements issus des interactions simulées dans le référentiel du patient virtuel avec des organes en mouvement.