MSc

  • Angélika Kroshko

    Project Title: Planification par approche de frontiere stochastique

  • Cédric Bélanger

    Project Title: To be added .

  • 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: To be added .

  • Emmanuel Osunkwor

    Project Title: Commissioning of an optically stimulated dosimetry (OSLD) system for in-vivo dosimetry

  • Emily Cloutier

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

  • Erin Furnell

    Project Title: Combination chemotherapy and radiation therapy using gold nanoparticle delivered doxorubicin.

  • Georges Al Makdessi

    Project Title: Characterization of secondary neutrons around clinical proton beams .

  • Marie Annie Saucier

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

  • Mithunan Modchalingam

    Project Title: Optimization of the Multi-Echo Gradient Echo Pulse Sequence for the Acquisition of Radiation Therapy Planning Images

  • Paul Edimo

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

    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

    Emanuel Osunkwor Abstract

    In this study, an OSLD system which can be used for measuring and monitoring patient doses during treatment will be investigated. This system uses the nanoDots OSLDs (Landauer, Inc., Glenwood, IL) which are basically a roughly 1 cm by 1 cm light-tight plastic infused with aluminum oxide doped with carbon (Al203:C) crystals. This crystal when exposed to radiation can store energy that is released via luminescence (420 nm) when they are stimulated using a light of wavelength around 525 nm. The stimulation and read-out is usually carried out using fur Microstar Reader also produced by Landauer. This system has been shown by several researcher to be relatively better for in vivo dosimetry compared to film and TLDs.
    The aim of this work is to investigate and probe the OSLD system based on different clinical/dosimetric requirement in view of commissioning it for our clinic.

    Mituhan Modchalingam Abstract

    Prior to the administration of radiation therapy imaging must be performed in order to localize the tumor and the organs at risk which surround it. Currently CT is most common imaging modality used to obtain these planning images. Since ionizing radiation is used in CT this leads to the deposition of extra dose to patient. Also CT scans lack high soft tissue contrast causing the location of the tumor to be difficult to
    determine. MRI is able to create images with a large degree of soft tissue contrast without the use of ionizing radiation. This allows for reduction of error margins which results in more accurate treatments to the patient all while removing the dose given to the patient during imaging. The use of MRI in radiation therapy planning is on the rise and is expected to play a significant role in the future. This study will investigate the feasibility of the multi echo gradient echo (MEGRE) pulse sequence for obtaining planning images and will attempt to optimize the MEGRE parameters to obtain the best possible treatment planning images. Distortion fields created by the MRI will also be examined in order to improve the accuracy of the obtained images. This will allow for the creation of a MEGRE pulse sequence which could possibly be used in clinical
    radiation therapy planning to improve cancer care .

    Mituhan Modchalingam Publications

    To Be Added

    Emanuel Osunkwor Publications

    To Be Added

    Erin Fournell Abstract

    Combination therapy to treat malignant melanoma model in mice
    Ultrasmall gold nanoparticles (~3nm) which were conjugated to doxorubicin, a chemotherapeutic drug, have been previously analyzed by other members of Dr. Nadeau’s team. The ultra-small gold nanoparticles (AuNPs) are able to penetrate into the nucleus. Doxorubicin is conjugated to these small AuNPs, creating a nanoparticle drug dubbed AuDox, via stable amide bonds which prevent doxorubicin from dissociating The increased effectiveness was demonstrated by a 20-fold increase in cytotoxicity of AuDox compared to Dox alone in mouse melanoma cells (B16 cells) and 2-fold increase in human melanoma cells (SK-MEL-28 cells). Previous members of our team have tested these nanoparticles in mice models; it was demonstrated that AuDox successfully arrested tumour growth in mice with induced malignant melanomas.
    Targeted radiation therapy will be used in addition to AuDox to induce tumour regression and remission. Due to its radiosensitization properties, AuNPs will absorb the incoming radiation energy and release photoelectrons and auger electrons. These high energy particles are deposited in the surrounding cytoplasm and will enhance the cell killing properties of the radiation. The beneficial aspects of this treatment will be three-fold:
    1) The use of ultra-small AuNPs will enable passive targeting of the doxorubicin via the enhanced permeability retention effect (EPR) and allow drug concentration in the nucleus;
    2) The conjugation of Dox to the AuNPs via a stable bond will increase the number of Dox delivered at a given drug concentration and will prevent the Dox from dissociating from the AuNPs; and
    3) The use of targeted radiation therapy will be enhanced by the radiosensitization effect of AuNPs and will limit the radiation that reaches other parts of the body.

    Erin Fournell Publications

    To Be Added

    Georges Al Makdessi Abstract

    Neutron radiation is encountered in space, at nuclear power plants, in various industrial applications, and in radiation therapy (RT). Radiological protection measures, codified in laws and regulations, are designed to protect human populations from the biological risk that neutrons (and other forms of radiation) pose. While these measures are generally adequate, they cannot protect patients undergoing RT. Neutrons that are generated as secondary, by product, radiation during proton beam RT, cannot be shielded and consequently exposed patients are susceptible to radiocarcinogenesis. The carcinogenic risk is well known and generally accepted, although poorly understood. Efforts currently underway within the Canadian radiation oncology and medical physics communities to introduce proton beam RT into Canada have brought the issue into focus. Paediatric patients who are considered the main beneficiaries of proton RT are also the most at risk for iatrogenic second malignancies resulting from the unavoidable whole body dose of secondary radiation that arises in part from neutrons.

    Our research aims to improve our understanding of the biophysical effects surrounding dose deposition by secondary neutrons in proton beam RT so that their biological effects can be mitigated. We know that the ICAP (International Commission on Radiological Protection) radiation weighting factors for neutrons vary as a function of energy thus the biophysical DNA damage mechanism underlying this variation is poorly understood. We propose to examine the biophysics involved using a combination of Monte Carlo modelling and experimental measurements.

    Georges Al Makdessi 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

    To be added .

    Cédric Bélanger Publications

    To Be Added.

    Dominic Couture Abstract

    To be added .

    Dominic Couture Publications

    To Be Added.