Correspondance et analyse de collections de formes basées sur des cartes fonctionnelles pour la modélisation de l’évolution de la forme du sein pendant la radiothérapie

Functional map-based shape collection matching and analysis for modeling breast shape evolution during radiotherapy

• Auteur / Autrice : Pierre Galmiche
• Direction : Hyewon Seo, Michel de Mathelin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 28/11/2024
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Mohamed Daoudi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Georges Noel
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Dmitry Sokolov, Stefanie Wuhrer

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse informatique

radiothérapie

Cancer du sein

Mots clés libres

Radiothérapie mammaire

Géométrie

Mise en correspondance de formes

Analyse de collections de formes

Correspondances Fonctionnelles

Computer Graphics

Breast Radiotherapy,

Geometry

Shape Matching

Shape Collection Analysis

Functional Maps

Résumé

La radiothérapie mammaire, réalisée après une chirurgie conservatrice du sein, est une étape essentielle dans le traitement du cancer du sein. Bien que la radiothérapie réduise significativement le risque de récidive du cancer, l’expérience clinique montre une grande variabilité dans les effets secondaires visibles pendant le traitement. Pour approfondir la compréhension de ces effets secondaires, une étude clinique a été conduite par l’''Institut de Cancérologie Strasbourg Europe''(ICANS), recueillant des données surfaciques afin d’analyser l’évolution du sein au cours de la radiothérapie. Cette thèse présente une nouvelle approche pour modéliser l’évolution de la forme du sein traité pendant la radiothérapie, en tirant parti de l’ensemble de données de l’essai clinique ICANS, à la fois précieux et complexe. Les méthodologies et les résultats présentés dans cette thèse démontrent le potentiel des approches de correspondance basées sur les cartes fonctionnelles pour aider les cliniciens à modéliser les changements géométriques du buste et du sein pendant la radiothérapie. En outre, une estimation de l’impact dosimétrique de ces changements a été étudiée, avec un accent particulier sur la région de la peau, ouvrant la voie à de futures recherches.

Breast radiotherapy, performed after breast-conserving surgery, is a critical step in the treatment ofbreast cancer. Although radiotherapy significantly reduces the risk of cancer recurrence, clinicalexperience reveals a wide variability in visible side effects during treatment. To gain a deeperunderstanding of these side effects, a clinical study was conducted by the ''Institut de CancérologieStrasbourg Europe'' (ICANS), collecting surface data to analyze the evolution of the breast duringradiotherapy. This thesis introduces a novel approach to model the evolution of the treated breastshape during radiotherapy, exploiting the valuable yet complex ICANS clinical trial dataset. Themethodologies and findings presented in this thesis demonstrate the potential of munctional mapbased correspondence approaches to assist clinicians in modeling geometric changes in the bustand breast during radiotherapy. Additionally, an estimation of the dosimetric impact of thesechanges has been studied, with a particular focus on the skin region, offering motivation for futureresearch in this field.