Thèse Imagerie Polarimétrique de Mueller pour Améliorer le Diagnostic et le Traitement du Carcinome Épidermoïde de la Tête et du Cou Cetec H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Institut Polytechnique de Paris École polytechnique École doctorale : Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris Laboratoire de recherche : LPICM - Laboratoire des Interfaces et des Couches Minces Direction de la thèse : Angelo PIERANGELO Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-08-31T23:59:59 Le carcinome épidermoïde de la tête et du cou (CETEC) se développe à partir de la paroi épithéliale de la cavité buccale, du pharynx, du larynx et de l'oesophage cervical. Le CETEC représente 5 % de tous les nouveaux cas de cancer diagnostiqués dans les pays développés, avec une incidence croissante. Il est l'un des cancers les plus fréquents dans le monde, avec environ 900 000 nouveaux cas et 500 000 décès par an [1,2].Malgré les progrès récents en matière de diagnostic et de traitement, le pronostic reste mauvais [3]. Le contrôle local du CETEC est un défi, car les récidives locales représentent le principal événement oncologique. Ainsi, même après une résection chirurgicale de la tumeur primaire avec des marges histologiquement libres, des récidives locales peuvent encore survenir dans 10 à 30 % des cas [4]. Cela peut s'expliquer par la difficulté d'évaluer la maladie résiduelle minimale après la résection de la tumeur [4,5], et par la carcinogenèse particulière du CETEC, appelée « champ de cancérisation ».Comme le CETEC est principalement induit par la consommation de tabac et d'alcool, il se développe dans des changements précancéreux de la muqueuse caractérisés par des changements génétiques associés à la tumeur et des changements morphologiques tels que la dysplasie, qui ne sont généralement pas visibles et qui, par conséquent, entourent souvent les tumeurs primaires. Certaines sont facilement visibles, la leucoplasie étant une lésion précancéreuse courante qui peut précéder les carcinomes invasifs [6]. Actuellement, l'algorithme de traitement standard consiste en une biopsie pour exclure une composante invasive et un classement pathologique de la dysplasie épithéliale potentielle (de légère à sévère), l'un des meilleurs marqueurs prédictifs de la transformation maligne de la leucoplasie [7]. Cependant, la plupart des champs précancéreux ne sont pas macroscopiquement visibles et ne sont détectés dans les pièces de résection qu'au moyen d'un examen microscopique des marges chirurgicales. En raison des dimensions de ces champs précancéreux et du fait que la plupart d'entre eux ne sont pas visibles, ils peuvent rester en place sans être détectés après la résection de la tumeur et peuvent entraîner des rechutes locales potentielles et/ou des secondes tumeurs primaires. La détection précoce des lésions malignes et l'amélioration du contrôle local sont donc essentielles pour obtenir des résultats oncologiques acceptables, car la récidive locale reste la principale cause d'échec du traitement [8]. Cependant, l'examen à la lumière blanche, la palpation et l'examen radiologique standard ne permettent souvent pas de distinguer les lésions malignes des lésions précancéreuses, ou la tumeur des tissus environnants. La biopsie et l'examen histopathologique des lésions suspectes constituent donc l'étalon-or, mais ils sont invasifs, prennent du temps et peuvent conduire à une sous-estimation ou à un diagnostic erroné en raison d'un biais d'échantillonnage. Il existe un fort besoin d'alternatives non invasives pour éviter les biopsies répétées, qui sont associées à des coûts et à une morbidité, afin de surveiller les lésions potentiellement précancéreuses sur une période de plusieurs années. Récemment, de nouveaux outils optiques (microscopie confocale, imagerie à bande étroite, compléments diagnostiques) ont été évalués pour la détection des lésions précancéreuses et malignes de la cavité buccale, mais aucun avantage clair n'a encore été démontré [9].Au cours des dernières années, l'imagerie polarimétrique de Mueller a suscité un intérêt considérable pour un large éventail d'applications biomédicales [10-11]. En particulier, cette technique s'est révélée très prometteuse pour le diagnostic précoce du cancer [12-16].L'objectif de cette thèse est de tester l'imagerie polarimétrique de Mueller en tant que nouvel outil pour améliorer la détection et le traitement du CETEC. Le carcinome épidermoïde de la tête et du cou (CETEC) se développe à partir de la paroi épithéliale de la cavité buccale, du pharynx, du larynx et de l'oesophage cervical. Le CETEC représente 5 % de tous les nouveaux cas de cancer diagnostiqués dans les pays développés, avec une incidence croissante. Il est l'un des cancers les plus fréquents dans le monde, avec environ 900 000 nouveaux cas et 500 000 décès par an [1,2].Malgré les progrès récents en matière de diagnostic et de traitement, le pronostic reste mauvais [3]. Le contrôle local du CETEC est un défi, car les récidives locales représentent le principal événement oncologique. Ainsi, même après une résection chirurgicale de la tumeur primaire avec des marges histologiquement libres, des récidives locales peuvent encore survenir dans 10 à 30 % des cas [4]. Cela peut s'expliquer par la difficulté d'évaluer la maladie résiduelle minimale après la résection de la tumeur [4,5], et par la carcinogenèse particulière du CETEC, appelée « champ de cancérisation ».Comme le CETEC est principalement induit par la consommation de tabac et d'alcool, il se développe dans des changements précancéreux de la muqueuse caractérisés par des changements génétiques associés à la tumeur et des changements morphologiques tels que la dysplasie, qui ne sont généralement pas visibles et qui, par conséquent, entourent souvent les tumeurs primaires. Certaines sont facilement visibles, la leucoplasie étant une lésion précancéreuse courante qui peut précéder les carcinomes invasifs [6]. Actuellement, l'algorithme de traitement standard consiste en une biopsie pour exclure une composante invasive et un classement pathologique de la dysplasie épithéliale potentielle (de légère à sévère), l'un des meilleurs marqueurs prédictifs de la transformation maligne de la leucoplasie [7]. Cependant, la plupart des champs précancéreux ne sont pas macroscopiquement visibles et ne sont détectés dans les pièces de résection qu'au moyen d'un examen microscopique des marges chirurgicales. En raison des dimensions de ces champs précancéreux et du fait que la plupart d'entre eux ne sont pas visibles, ils peuvent rester en place sans être détectés après la résection de la tumeur et peuvent entraîner des rechutes locales potentielles et/ou des secondes tumeurs primaires. La détection précoce des lésions malignes et l'amélioration du contrôle local sont donc essentielles pour obtenir des résultats oncologiques acceptables, car la récidive locale reste la principale cause d'échec du traitement [8]. Cependant, l'examen à la lumière blanche, la palpation et l'examen radiologique standard ne permettent souvent pas de distinguer les lésions malignes des lésions précancéreuses, ou la tumeur des tissus environnants. La biopsie et l'examen histopathologique des lésions suspectes constituent donc l'étalon-or, mais ils sont invasifs, prennent du temps et peuvent conduire à une sous-estimation ou à un diagnostic erroné en raison d'un biais d'échantillonnage. Il existe un fort besoin d'alternatives non invasives pour éviter les biopsies répétées, qui sont associées à des coûts et à une morbidité, afin de surveiller les lésions potentiellement précancéreuses sur une période de plusieurs années. Récemment, de nouveaux outils optiques (microscopie confocale, imagerie à bande étroite, compléments diagnostiques) ont été évalués pour la détection des lésions précancéreuses et malignes de la cavité buccale, mais aucun avantage clair n'a encore été démontré [9].Au cours des dernières années, l'imagerie polarimétrique de Mueller a suscité un intérêt considérable pour un large éventail d'applications biomédicales [10-11]. En particulier, cette technique s'est révélée très prometteuse pour le diagnostic précoce du cancer [12-16].Le LPICM est un pionnier dans le domaine de l'Imagerie Polarimétrique de Mueller pour applications biomédicales et l'un des premiers groupes au monde à avoir implémenté cette technique in vivo en milieu hospitalier [10-16].En particulier, des recherches avancées sont menées au LPICM sur l'utilisation de l'Imagerie Polarimétrique de Mueller pour sonder la microstructure du col utérin en vue de deux applications différentes : i) améliorer la détection et l'excision chirurgicale des lésions précancéreuses [12-16]; ii) diagnostiquer de manière fiable les naissances prématurées chez les femmes enceintes [10][16].Malgré les difficultés techniques considérables liées à la mise en oeuvre de l'Imagerie Polarimétrique de Mueller in vivo, l'équipe biomédicale du LPICM a réussi à relever avec succès ce défi en développant un Colposcope Polarimétrique de Mueller (CPM), qui est actuellement testé sur plusieurs centaines de femmes enceintes dans le cadre d'une étude clinique mené au Centre Hospitalier Universitaire du Kremlin-Bicêtre en France (première mondiale) [16]. Cette étude permettra d'évaluer statistiquement la capacité du CPM à surveiller l'évolution régulière d'une grossesse et à améliorer le diagnostic des naissances prématurées.En outre, un nouvel essai clinique est en cours de préparation à l'Hôpital Foch en France pour déterminer les performances statistiques du CPM à détecter les lésions précancéreuses du col utérin.Enfin, l'équipe biomédicale du LPICM travaille intensivement sur l'intégration de l'imagerie polarimétrique de Mueller dans les systèmes endoscopiques pour l'exploration des organes internes et des cavités du corps humain.Cette thèse vise à tester l'imagerie polarimétrique de Mueller en tant que nouvel outil pour améliorer la détection du CETEC avec trois objectifs principaux:- détection/diagnostic précoce des patients présentant des facteurs de risque de CETEC, permettant de meilleurs résultats oncologiques et évitant la morbidité de biopsies répétées inutiles ;- une meilleure cartographie histologique/délimitation des extensions tumorales pour permettre une résection chirurgicale plus précise ;- un meilleur suivi postopératoire pour la détection précoce d'une rechute locale ou d'une seconde tumeur primaire. Cette thèse vise à tester l'imagerie polarimétrique de Mueller en tant que nouvel outil pour améliorer la détection du CETEC avec trois objectifs principaux:- détection/diagnostic précoce des patients présentant des facteurs de risque de CETEC, permettant de meilleurs résultats oncologiques et évitant la morbidité de biopsies répétées inutiles ;- une meilleure cartographie histologique/délimitation des extensions tumorales pour permettre une résection chirurgicale plus précise ;- un meilleur suivi postopératoire pour la détection précoce d'une rechute locale ou d'une seconde tumeur primaire.

Optique et instrumentation optique.Mesures optiques et traitement du signal.Solides connaissances en physique et en algèbre linéaire.Disponibilité à travailler dans un environnement multidisciplinaire.Forte motivation pour une interaction continue avec le monde médical.Bonne connaissance de l'anglais.Bonne connaissance de Matlab et d'autres langages de programmation.

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