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Le Centre Léon Bérard va piloter trois projets utilisant l’IA pour améliorer les radiothérapies

Le Centre Léon Bérard, centre de lutte contre le cancer de Lyon et Rhône Alpes, a annoncé travailler sur trois nouveaux programmes en radiothérapie. Ces nouveaux programmes utiliseront l’IA afin de mieux contrôler la délivrance de dose durant les thérapies tout en diminuant la durée des traitements. Ces projets sont dans la continuité des six premiers déjà lancés, utilisant également l’IA dans l’optique d’améliorer le diagnostic et le suivi des traitements du cancer.

Trois projets complémentaires

Ces trois programmes seront menés en collaboration avec une start-up TheraPanacea, un industriel et le laboratoire Creatis (Unité CNRS UMR 5220 – Inserm U1294 – Université Lyon 1 – INSA Lyon – Université Jean Monnet Saint-Etienne). Le Centre Léon Bérard souhaite ainsi continuer d’utiliser l’IA et les nouvelles technologies pour accélérer les avancées sur la précision des traitements. L’établissement hospitalier avait notamment publié, en collaboration avec la start-up Owkin, un article montrant comment l’intelligence artificielle permet aux médecins d’améliorer les connaissances actuelles sur les mésothéliomes, une forme rare et virulente de cancer.

Chacun des trois programmes s’appuiera respectivement sur trois aspects techniques distincts mais complémentaires car avec tous le même objectif : améliorer la prise en charge des patients à l’aide d’outils intégrant l’IA. Deux de ces programmes interviendront en amont du traitement et le dernier sera utile durant la réalisation de la thérapie.

En amont du traitement : délimitation des organes et IRM

Le premier programme concerne la délimitation des organes à risque, une pratique intitulée contourage. Cette pratique, chronophage, est effectuée par le dosimétriste et le médecin radiothérapeute. L’arrivée de l’IA pourrait permettre d’automatiser cette pratique et donc d’améliorer sa précision. Ce sera possible grâce à l’outil de contourage automatique Annotate, développé par TheraPanacea, dont les tests réalisés sur les scanners de dosimétrie de plus de 25 000 patients permettent de contourer plus de 80 organes à risques. La précision de l’outil est obtenue grâce au deep learning.

Alexandre Munoz, dosimétriste dans le Département d’Oncologie Radiothérapique du CLB explique “qu’aujourd’hui utilisé en routine clinique, cet outil est à 80% plus rapide que les outils précédents, in fine, nous gagnons entre 1 à 2 heures par jour”. Cet outil pourra également être utilisé pour améliorer la définition des volumes à traiter dans les tumeurs de la sphère ORL.

Le deuxième programme intervient dans le cadre de la planification du traitement et du calcul des doses. C’est l’imagerie par résonance magnétique (IRM) va prendre le relais sur les scanners pour calculer les doses de la thérapie. En effet, l’IRM permet une meilleure visualisation et caractérisation des tissus mous entrainant un contour plus précis des tumeurs et tissus sains.

Le Pr Vincent Grégoire, chef du Département d’Oncologie Radiothérapique du CLB, radiothérapeute spécialiste mondial des tumeurs de la tête et du cou, s’est exprimé quant à l’utilisation de l’IRM dans la planification du traitement :

“Cet examen non irradiant sera aussi demain l’outil de référence pour le calcul des doses. Une imagerie par résonance magnétique peut en effet être utilisée pour générer ce que l’on appelle un « pseudo-CT » sur lequel le calcul de dose sera effectué. Cette idée n’est pas nouvelle, mais les techniques d’intelligence artificielle laissent entrevoir un gain substantiel de précision et un gain de temps considérable dans cette étape.”

Pendant le traitement : adaptation

Le dernier programme de radiothérapie bénéficiant de l’IA porte sur l’adaptation des traitements. En cours de traitement, beaucoup d’évènements peuvent survenir. L’anatomie globale des patients peut, entre autres, changer suite à une perte de poids par exemple et le volume tumoral diminue progressivement changeant ainsi ses rapports aux tissus sains avoisinants. Cela cause dans beaucoup de cas, un changement de la dose par rapport à ce qui avait été planifié initialement, ce qui -par relation de cause à effet- modifie la qualité du traitement et génère, dans certains cas, davantage de complications au niveau des tissus sains.

Le Pr Vincent Grégoire explique comment l’IA va être utilisée dans ce cadre :

“Il convient donc de suivre ces modifications et si elles dépassent un seuil de tolérance, proposer une correction en cours de traitement. En collaboration avec d’autres industriels dont la firme de radiothérapie Elekta, nous travaillons sur l’utilisation des images acquises sur les accélérateurs et appelé « Cone-Beam CT » pour d’une part de recontourer les différents volumes d’intérêts et recalculer les doses en temps réel. Ces étapes font de nouveau appel à différents algorithmes dont les performances sont grandement améliorées par l’intelligence artificielle.”

Zacharie Tazrout

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