MSc

  • Angélika Kroshko

    Project Title: Planification par approche de frontiere stochastique

  • Cédric Bélanger

    Project Title: Optimisation et reconstruction de trajectoires non-parallèles d’aiguilles ou de
    cathéters pour procédures thérapeutiques avec guidage robotique .

  • Daline Tho

    Project Title: Combinaison d’un système de guidage pour la dosimétrie in vivo.

  • Daniel Gourdeau

    Project Title: Développement d’une stratégie d’analyse de type radiomique pour les séquences temporelles d’images

  • Dominic Couture

    Project Title: Système de suivi de dose cumulative chez les patients en radiologie .

  • Emily Cloutier

    Project Title: Conception d’un dosimètre à scintillation déformable pour l’évaluation de la dose
    dans une anatomie en évolution.

  • Julien Bancheri

    Project Title: To Be Added

  • Julien Mégrourèche

    Project Title: An open-source package for automated image quality assurance in magnetic resonance imaging

  • Li Ming Tony Wang

    Project Title: The development of a system for the quantification of pulmonary fibrosis progression via changes in CT densities

  • Marie Annie Saucier

    Project Title: Reconstruction itérative en tomodensitométrie conique et prise en charge du rayonnement diffusé.

  • Paul Edimo

    Project Title: Développement d’un modèle de frontière stochastique pour le contrôle qualité en curiethérapie haut débit de dose

  • Reza Moosavi Askari

    Project Title: Therapeutic approaches.

  • Vincent Turgeon

    Project Title: Development of a non invasive beta particle detector for the determination of the  arterial input function in PET .

    Marie-Annie Saucier Abstract

    La reconstruction itérative en tomodensitométrie pose des défis importants tant en ce qui a trait à la modélisation physique du système à l’étude qu’à l’implémentation algorithmique. Ce projet d’intéresse aux deux aspects (modélisation et implémentation) dans le cadre de l’imagerie tomodensitométrique en faisceau conique. L’objectif est d’obtenir des images plus justes en considérant l’effet du rayonnement diffusé. La plateforme OpenRTK sera utilisée pour le développement et un engin Monte Carlo pourra aussi être greffé au modèle pour tenir compte du rayonnement diffusé. Cet engin sera basé sur GPUMCD, un code développé au labo.
    À terme, ce projet permettra d’obtenir des valeurs plus justes en tomodensitométrie en faisceau conique.

    Angélika Kroshko Abstract

    Le projet vise l’utilisation du concept de frontière stochastique (SFA) pour aider la
    planification de traitement en radiothérapie. L’hypothèse du travail est qu’il est possible d’utiliser se modèle de nature économique pour identifier des cibles de planification réalistes. Contrairement à des approches de type ‘knowledge-basedplanning’, l’approche SFA ne devrait pas être pénalisée par l’inclusion de mauvais plans dans la banque de plan utilisé pour établir le modèle. Le travail de l’étudiante consistera premièrement à raffiner les outils logiciels mis en place par un étudiant précédent afin d’accroitre la rapidité du calcul et l’utilité générale de l’approche SFA. Dans une deuxième temps, l’étudiante pilotera une implantation clinique de son
    approche afin d’en tester les performance dans un contexte réaliste.

    Emily Cloutier Abstract

    L’évaluation de la dose dans une anatomie qui se déforme et change de volume dans le temps est un problème complexe, mais omniprésent en radiothérapie. En effet, les modalités de traitements se complexifient et les logiciels proposés pour aider à cette évaluation ont conséquemment grandement besoin de validation expérimentale. Actuellement, aucun système ne regroupe les propriétés d’un dosimètre à scintillation déformable qui permettrait une mesure de la dose en temps réel applicable à une anatomie changeante à travers les fractions de traitement. En effet, un seul dosimètre permet des mesures en présence de déformation, mais il s’agit d’un dosimètre intégrateur : il ne permet donc pas une collecte d’informations en temps réel en plus de demander un temps de récupération entre les irradiations.
    Conséquemment, la composition du volume sensible devra être étudiée de sorte à sélectionner la matrice de scintillation la mieux adaptée à nos besoins. Les scintillateurs liquides ou encore les points quantiques pourraient être considérés sous forme liquide ou dans une matrice de gel parmi les candidats potentiels. De plus, la forme que prendra le détecteur devra être investiguée de même que la nature de la déformation (discrète ou continue) qui sera imposée au dosimètre et qui devra être reproductible. !

    Daniel Gourdeau Abstract

    La radiomique est un nouveau paradigme en oncologie qui vise à faire une analyse quantitative des traits d’une image afin d’établir une corrélation avec des paramètres génétiques, phénotypiques ou cliniques. La radiomique permettrait donc éventuellement de transformer une image médicale en une source de biomarqueurs facile d’accès. La force de la technique réside, entre autres, dans le très grand nombre de traits extrait de chaque image. Ces traits peuvent être de nature statistique, texturale ou morphologique. Au cours de ce projet, nous ajouterons à cette liste des traits de nature temporelle. En considérant des images obtenues à différents moments tels que les images 4DCT (courte période) ou des images de suivi médical (longue période), nous émettons l’hypothèse que l’ajout de ces traits permettra de renforcer les prédictions d’un modèle radiomique. En plus des données temporelles, il est aussi possible d’inclure l’information obtenue par différent mode d’imagerie; la combinaison de traits provenant d’examen d’imagerie anatomique et d’examen d’imagerie fonctionnelle est particulièrement d’intérêt. Toutefois, plus augment le nombre de traits, plus le risque d’observer une corrélation simplement due au hasard augmente. Afin de réduire le risque de ‘fausses corrélations’, nous utiliserons des outils d’apprentissage machine déjà bien établis (p. ex. des réseaux de neurones profonds) afin d’obtenir un petit nombre de traits ayant un fort pouvoir prédictif. Finalement, la stratégie développée au cours de ce projet de doctorat sera testée dans un domaine différent de l’oncologie, mais où des changements physiologiques surviennent graduellement.

    Daniel Gourdeau Publications

    To Be Added

    Emily Cloutier Publications

    To Be Added

    Daline Tho Abstract

    Dans un premier temps, ce projet consiste en l’étude de deux systèmes de guidage. Un des systèmes étudiés est un système de guidage optique et l’autre se base sur la localisation électromagnétique. Chacune de ces méthodes de guidage possèdent leurs lacunes et leurs bienfaits. Un des gros avantages de la combinaison des deux proviendraient du fait que les atouts de l’un peut remédier aux lacunes de l’autre. C’est pourquoi il serait intéressant de jumeler les deux avec un dosimètre à scintillation. L’application serait d’insérer ce dosimètre dans un cathéter en curiethérapie. Ainsi, il serait possible de connaitre la dose à différents endroits dans le patient en temps réel. L’idée est de commencer par l’introduire en curiethérapie, mais si le jumelage fonctionne, il serait fort utile de faire des ajustements pour l’utiliser dans d’autres applications cliniques.

    Daline Tho Publications

    To Be Added

    Paul Edimo Abstract

    La curiethérapie est une modalité particulière de traitement en radiothérapie. Sa particularité repose dans l’implantation des sources radioactives, soit au contact, soit à l’intérieur du volume cible à traiter, ce qui conduit à une meilleure conformité de la dose au volume cible et une réduction de la dose aux tissus alentours.
    Le processus de planification de traitement en curiethérapie haut débit de dose, quelle que soit la méthode d’optimisation implantée dans le système de planification de traitement (TPS), requière une forte interaction entre le planificateur et le TPS. Cette forte dépendance, non seulement, augmente la durée de la planification, mais conduit aussi à un plan final dont la qualité dépend du jugement et de l’expérience du planificateur. L’objectif du présent projet vise à développer un modèle de contrôle qualité qui repose sur les paramètres géométriques spécifiques de chaque patient, grâce à l’analyse de frontière stochastique. L’approche de l’analyse stochastique conduira au développement d’une fonction de production (CTV) et d’une fonction de coût (OAR), dont les arguments seront les paramètres géométriques spécifiques à chaque patient tels que : le volume du CTV (Clinical Target Volume), le volume des organes à risques (OAR), la proximité CTV-OAR, etc.
    Les modèles ainsi obtenus assisteront le planificateur dans l’identification d’une réduction potentielle de la dose à un OAR à la fin d’un processus de planification, tout en maintenant les objectifs de couverture du CTV, cela permettra de supprimer la dépendance de la qualité du plan à l’expérience de ce dernier.

    Paul Edimo Publications

    To Be Added

    Cedric Belanger Abstract

    Le projet consiste en la création d’un nouvel algorithme d’optimisation de planification de traitement en curiethérapie permettant des insertions non parallèles de cathéters et la validation de l’applicabilité d’une insertion de cathéters par guidage robotique sur des géométries similaires à celles rencontrées en clinique.

    Pour ce faire, l’algorithme de reconstruction 3D des trajectoires des cathéters dans le repère de l’anatomie d’un patient devra être implémenté pour des configurations arbitraires. Trois principales configurations particulières seront étudiées et validées. Par la suite, les résultats dosimétriques obtenus à partir des configurations non parallèles de cathéters seront comparés à des résultats dosimétriques de configurations parallèles standards de cathéters afin d’évaluer les bénéfices de cette nouvelle approche. Le volet expérimental du projet consistera à tester la reconstruction dynamique des cathéters lorsque ceux-ci sont insérés dans un fantôme à l’aide d’un robot de manière à simuler une planification de traitement guidée par robot.
    .

    Cédric Bélanger Publications

    To Be Added.

    Dominic Couture Abstract

    Avec l’augmentation significative de l’utilisation des examens radiologiques en médecine (le nombre de CT Scan au Canada a doublé entre 2003 et 2013), les risques associés à l’exposition à la radiation ionisante, bien que statistiquement faible, ne peuvent être complètement ignorés. Au Québec, le Vérificateur général a jugé dans son rapport de 2015-2016 qu’il serait souhaitable que le Ministère de la Santé et des Services sociaux implémente un système permettant de faire le suivi de la dose cumulative chez les patients en radiologie afin d’évaluer le risque pour la population et réduire l’exposition à la radiation d’origine médicale.

    Ce projet a pour but de répondre à ce besoin en fournissant un outil permettant d’extraire et de traiter automatiquement les informations sur les doses reçues par les patients lors d’examens radiologiques contenues dans les Picture Archiving and Communication System (PACS) hospitaliers. Le traitement des données comprendra le calcul de dose précis à partir des paramètres d’acquisition (kVp, courant, pitch) utilisant un algorithme Monte-Carlo maison de calcul de dose sur GPU, GPUMCD, et le traitement d’image avancés, se servant d’un réseau neuronal convolutif et d’un échantillon de CT Scans cliniques, afin d’obtenir la dose reçue par différents organes. Finalement, toutes ces données seront mises à la disposition des cliniciens et des responsables de santé publique concernés dans une base de données .

    Dominic Couture Publications

    To Be Added.

    Tony Wang Abstract

    Currently, the identification and quantification of pulmonary fibrosis, resulting from
    contemporary treatment modalities in lung radiotherapy, is largely dependent on physician
    apraisals and patient reports. As a result, pulmonary fibrosis, and it’s progression, are often
    poorly identified and, more importantly, poorly quantified. Using the analysis of clinical and
    diagnostic imaging we will attempt to extract lung image densities by quantifying, in HU, the
    changes in densities between the beginning of treatment and end of treatment. Then, using
    physician appraisals for imaged pulmonary fibrosis, we will attempt to correlate changes in
    densities with changes in reported severity of pulmonary fibrosis. Depending on he robustness of
    this proposed method, we may ultimately try to correlate density changes with changes in
    clinical presentation of pulmonary fibrosis as well as ultimately correlating density changes
    with known biomarkers, relating to pulmonary fibrosis, and cancer metastasis. Ultimately we hope
    to develop a better method of describing, characterizing and quantifying pulmonary fibrosis.

    Reza Moosavi Askari Abstract

    One of the therapeutic approaches that has attracted much of attention owing to its significant role in different types of widespread cancers, such as breast and prostate cancers, is brachytherapy. In that procedure, a high dose of radiation is applied to cancerous target tissue by positioning enclosed sources of radiations in the vicinity or inside of tumors without affecting the neighboring healthy tissues. Radionuclides such as 137Cs and 192Ir in the shape of seeds or wires are usually used as the brachytherapy sources. Precise knowledge of dose distribution around brachytherapy sources is essential to ameliorate the assessment of treatment quality and results. Achieving this goal has always been challenged by other effects such as
    the influence of tissue heterogeneity and interseed attenuation. Monte Carlo (MC) particle transport methods can be used to provide us with an accurate understanding of dose distribution encompassing brachytherapy sources. Nevertheless, another challenge stems from overlapping of the radiation sources with the patient geometry. To overcome that, we use an object-oriented MC simulation toolkit, called GEANT4, which simulates the passage of particles throughout the matter and enable us to generate parallel geometries in a single application.GEANT4 will equip us with the whole range of functionality such as geometry characterization, navigator classes, tracking, and physical interaction models for a great range of particles with energies from 250 eV up to the TeV .

    Reza Moosavi Askari Publications

    1) To Be Added

    Julien Mégrourèche Abstract

    Image quality assurance in MRI can be time consuming and potentially error prone. This involves the analysis of MR images using
    specialized software, requiring intervention from a human observer – a trained physicist to perform annual testing, or a technologist to perform weekly testing. As a result, QA can be neglected. My group has developed an open source package to perform the image based calculations required for evaluation according to the criteria of the American College of Radiology. Initial results have been promising, but the package needs evaluation and improvement, to fix errors and to generalize the software. A few choices have to be made in the implementation that require fine tuning. Finally, validation against a database of test results by a human observer will be performed to ensure stable, accurate performance.

    Julien Mégrourèche Publications

    To Be Added

    Julien Bancheri Abstract

    To Be Added

    Julien Bancheri Publications

    To Be Added

    Tony Wang Publications

    To Be Added

    Vincent Turgeon Abstract

    Positron emission tomography (PET) is a diagnostic functional imaging technique in which beta particle-emitting radioactive tracers, that are injected into the patient, are monitored to quantify physiological, biochemical, and pharmacological functions at cellular and molecular levels. PET is ideally suited to monitor cell and molecular events early in a disease such as cancer and during pharmacological or radiation therapy. The measurement of radioactive tracer concentration in blood plasma, known as the input function (IF), is required to accurately model kinetic parameters for PET. However, the IF is usually derived from multiple blood samples drawn from an arterial cannula. The IF is therefore acquired by invasively withdrawing arterial blood, which can cause significant discomfort to the patient and complications.
    Furthermore, present methods are resource demanding because specialized equipment and trained staff are needed to properly perform arterial cannulation (e.g., for anaesthetics) to withdraw and assay the plasma samples. This project aims at developing a technology that acquires the IF non-invasively in real time during PET. The system will be user friendly and cost effective, and will therefore be practical to incorporate in the clinical workflow. The non-invasive system will eliminate the patient discomfort and potential hazards that are associated with present methods to acquire the IF. Several applications are underused because arterial cannulation is required. Some examples include cerebral blood flow assessment, tumor perfusion studies and absolute glucose metabolism quantification.

    Vincent Turgeon Publications

    To Be Added