M2 Radiophysique Médicale

Places available

25
Language(s) of instruction

French

Présentation

Objectives

Le semestre 3 débute par une UE d'initiation d'une semaine permettant aux étudiants qu'acquérir le vocabulaire médical de base. Il se poursuit
par des enseignements fondamentaux introduisant les connaissances scientifiques essentielles en physique médicale à savoir : les interactions rayonnement-matière, les bases physiques de l'imagerie médicale, le traitement des images médicales et la quantification qui en découle, la physique de la radiothérapie, et les bases mathématiques des simulations Monte-Carlo. L'objectif global de ces UE est de faire le lien entre bases théoriques et applications et de faire acquérir aux étudiants des compétences transversales nécessaires à leur intégration professionnelle future à savoir la rigueur scientifique, le sens physique (formulation d'un problème, identification des paramètres clés, compréhension des phénomènes physiques...), et l'organisation du travail. Dans ces UE, plusieurs travaux sont à réalisés en groupe, favorisant leurs capacités relationnelles. De plus, des travaux pratiques sont dédiés au développement de leurs compétences informatiques et numériques (programmation, modélisation Monte-Carlo). Deux UE d'ouverture focalisées sur les thématiques de la radiobiologie et de la radioprotection clôturent le semestre 3.

Au semestre 4, une UE est consacrée à la méthodologie de la recherche scientifique. Cette UE permet aux étudiants de développer leurs compétences en communications écrite et orale, et leur aisance en anglais professionnel. 3 jours sont par ailleurs consacrés aux bases mathématiques de l'intelligence artificielle dont l'essor est majeur dans le domaine de la médecine aujourd'hui. Finalement, la réalisation d'un stage de 6 mois permet aux étudiants d'accroître leur autonomie dans la recherche d'un stage, leur aisance dans la prise de contact de caractère professionnel, leur aptitude à travailler en équipe et à gérer un projet de façon autonome.

Location

ORSAY

SACLAY

LE KREMLIN BICETRE

Course Prerequisites

Les étudiants doivent avoir une formation en physique fondamentale ou physique appliquée de niveau M1. Peuvent candidater des étudiants des M1 Physique Paris Saclay mais également d'autres établissements français ou étrangers ou d'écoles d'ingénieurs.

Skills

Maîtriser les savoirs spécialisés de la physique médicale avec la rigueur scientifique requise.
Se documenter sur une problématique scientifique en sachant identifier les sources d’information pertinentes.
Mobiliser des savoirs conceptuels, méthodologiques, numériques, techniques et pratiques utiles à la modélisation et à la résolution de problématiques en physique médicale.
Conduire de manière autonome et critique un projet en physique médicale.
Travailler en équipe et collaborer afin d’atteindre des objectifs communs.
Communiquer efficacement dans deux langues dont l’anglais, et de manière adaptée au public visé.

Career prospects

Poursuite en Thèse / Formation professionnelle (DQPRM : Diplôme de Qualification en Physique Radiologique et Médicale) / Insertion professionnelle bac +5 (industrie, hôpital, laboratoire de recherche)

Collaboration(s)

Academic partner

INSTN

Laboratories

Radiothérapie Moléculaire
Imagerie par Résonance Magnétique Médicale et Multi-Modalités
Institut des Sciences Moléculaires d'Orsay
Imagerie et Modélisation en Neurobiologie et Cancérologie
Imagerie Moléculaire In Vivo (IMIV) - DRF/JOLIOT/SHFJ
Institut LIST
Service Hospitalier Frédéric Joliot - DRF/JOLIOT
Laboratoire National Henri Becquerel
Institut de recherche sur les lois Fondamentales de l'Univers - DRF
Neuroimagerie cognitive - DRF/JOLIOT/Neurospin.

Institut Curie - Centre de Protonthérapie d'Orsay.

Programme

Le S1 est constitué d'un tronc commun de 8 UE.

Subjects	ECTS	Lecture	directed study	practical class	Lecture/directed study	Lecture/practical class	directed study/practical class	distance-learning course	Project	Supervised studies
mise à niveau en médecine	2	24
mise à niveau en médecine Language(s) of instruction : FR ECTS : 2 Détail du volume horaire : Lecture : 24 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Bidault François Pedagogical team : Maud CREZE Maïté LEWIN Samy AMMARI Laurence ROCHER Florian MAXWELL Corinne BALLEYGUIER Caroline CARAMELLA Charles-André CUENOD C. CHAPON A. AZARINE François BIDAULT. Procedure and organisation : Les cours seront dispensés par des praticiens et des praticiens-universitaires. Ils auront lieu sur le site de la faculté de médecine du Kremlin-Bicêtre. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Donner aux étudiants le vocabulaire nécessaire à la discussion avec le personnel médical. Le cours s'attachera à détailler des notions de sémiologie générale et à présenter les grandes lignes de l'anatomie et du fonctionnement de plusieurs systèmes/organes du corps humain (système nerveux central, système cardiaque,...). Un enseignement sera par ailleurs dédié à la cancérologie. LISTE DES COURS : Appareil locomoteur Abdomen Système nerveux central Urologie Sein, pelvis féminin Thorax Cancérologie Cœur – Vaisseaux Sémiologie générale Transformation de Fourier - Applications: Bases de traitement du signal. Prerequisites : Aucun. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Octobre. Location : KREMLIN-BICETRE

Subjects	ECTS	Lecture	directed study	practical class
Bases méthodologiques de l'imagerie médicale	6	27	15	3
Bases méthodologiques de l'imagerie médicale Language(s) of instruction : FR ECTS : 6 Détail du volume horaire : Lecture : 27 Directed study : 15 Practical class : 3 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Lebon Vincent Pedagogical team : Charlotte Robert MCF Paris Sud Mathieu Agelou CEA Johann PLAGNARD CEA Frederique FROUIN Inserm Vincent Lebon PUPH Paris Sud Anthony Novell CNRS Stéphanie Pitre CNRS Marie Poirier-Quinot MCF Paris Sud. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu à la faculté de médecine du Kremlin-Bicêtre (cours magistraux et TD) et au CEA-SHFJ (TP). Ils seront dispensés par des chercheurs, enseignants-chercheurs et praticiens hospitaliers hospitalo universitaires ; l'UE est validée par un examen écrit de 3h. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : L'objectif de l'UE est la compréhension des bases physiques de l'imagerie médicale dans les 4 modalités principales de l'imagerie : rayons X, ultrasons, IRM et médecine nucléaire. Les enseignements théoriques pour ces 4 modalités sont complétés par des concepts de base en traitement d'image et par des TP d'imagerie et des TD. LISTE DES COURS : Bases méthodologiques de l'Imagerie par Résonance Magnétique Principales séquences d'IRM Bases méthodologiques de l’Imagerie Ultrasonore Bases méthodologiques de la Médecine Nucléaire Bases méthodologiques des Rayons X Reconstruction tomographique Représentation et visualisation d'images. Opérations élémentaires de traitement d'images Bases pour le filtrage et la segmentation d'images TD de Médecine Nucléaire TD de rayons XTD traitement d'image TD d'ultrasons TP IRM/ultrasons séance TD d'IRM. Bibliographie : -Handbook of Particle Detection and Imaging, C. Grupen, I. Buvat -Handbook of MRI pulse sequences, M.A. Berstein, Elsevier -Magnetic Resonance Imaging Physical Principles and Sequence Design – 2nd edition, R.W. Brown, Wiley. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Octobre. Location : ORSAY - KREMLIN-BICETRE
Dosimétrie fondamentale et physique de la radiothérapie	6	42	4	2
Dosimétrie fondamentale et physique de la radiothérapie Language(s) of instruction : FR ECTS : 6 Détail du volume horaire : Lecture : 42 Directed study : 4 Practical class : 2 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Robert Charlotte Pedagogical team : C. ROBERT C. VILLAGRASA V. BLIDEANU A. ROUE J. COLNOT E. PORCEL L. DE MARZI. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu pour une grande partie à la faculté de médecine du Kremlin-Bicêtre, excepté le TP VERT et la visite du LNHB. Les enseignements seront dispensés par des enseignants chercheurs, des chercheurs et des physiciens médicaux. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Ce module a pour objectifs d'apporter les bases physiques de la dosimétrie en radiothérapie. CONTENU DES ENSEIGNEMENTS : Bases de la dosimétrie Expression de la qualité des faisceaux de photons et d'électrons Bases de la microdosimétrie Etude des principaux dosimètres utilisés en métrologie des rayonnements ionisants Détermination de la dose absorbée absolue dans les faisceaux de photons et d'électrons Distribution de la dose absorbée dans un milieu : Faisceaux de photons de haute énergie TP : Mise en application sur le simulateur 3D VERT Modèles de calcul de la dose absorbée Distribution de la dose absorbée dans un milieu : Faisceaux d'électrons de haute énergie Détermination de la dose absorbée dans les faisceaux de photons et d'électrons à l’aide de détecteurs usuels autres que les chambres d’ionisation Faisceaux de neutrons, protons et particules lourdes Les sources radioactives internes scellées utilisées en Curiethérapie : Modes de spécification et Dosimétrie Dosimétrie en radiothérapie interne Visite du LNHB. Prerequisites : Interactions rayonnements-matière. Bibliographie : Handbook of radiotherapy physics theory and practice, P. Mayles, A. Nahum et JC Rosenwald. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Septembre. Location : GIF-SUR-YVETTE - KREMLIN-BICETRE
Interactions rayonnement-matière	4	24	9
Interactions rayonnement-matière Language(s) of instruction : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Lecture : 24 Directed study : 9 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Pétrache Costel Pedagogical team : C. Petrache E. Porcel. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu au CEA-INSTN à Gif-sur-Yvette. Les enseignements seront dispensés par des enseignants chercheurs. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Maîtriser et utiliser les concepts et principes fondamentaux de la physique des rayonnements ionisants et leurs interactions avec la matière. Le cours traite des propriétés des noyaux, des sections efficaces d'interaction, de la cinématique des collisions, de l'interaction des particules lourdes, des électrons, des neutrons et des photons avec la matière et de leurs applications. Prerequisites : Notions de mécanique classique et relativiste, électromagnétisme, mécanique quantique, physique atomique et subatomique. Bibliographie : - Handbook of Radiotherapy Physics: Theory and Practice, P. Mayles, A Nahum, J.C Rosenwald - REVIEW OF PARTICLE PHYSICS*Particle DataGroup Chapter 33. PASSAGE OF PARTICLES THROUGH MATTER http://pdg.lbl.gov/2018/reviews/rpp2018-rev-passage-particles-matter. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Septembre - Octobre. Location : GIF-SUR-YVETTE
Modélisation et simulations aléatoires	4	27	3	6
Modélisation et simulations aléatoires Language(s) of instruction : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Lecture : 27 Directed study : 3 Practical class : 6 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Jedrzejewski Franck Pedagogical team : J.M. MARTINEZ F. Jedrzejewski. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu au CEA-INSTN (Gif-sur-Yvette). Ils seront dispensés par des chercheurs et enseignants-chercheurs. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Cette UE a pour but de fournir aux étudiants les éléments essentiels dans le domaine des techniques aléatoires et des méthodes de Monte Carlo utilisées dans de nombreux codes de calcul et de les maîtriser. L'enseignement dispensé aborde tous les aspects de ces méthodes, tant au plan utilisateur, qu'au plan du concepteur. Une autre spécificité de cette formation est l'ouverture vers les méthodes actuelles les plus récentes et constitue de ce fait une initiation à la recherche et à l'insertion dans de grands groupes industriels. Des projets expérimentaux sur calculateurs permettent de se familiariser pleinement avec ces techniques et de développer le sens critique des apprenants. Des démonstrations grandeur nature sur des logiciels de recherche et de l'industrie sont aussi proposées. Prerequisites : Une connaissance élémentaire des probabilités (notions de variables aléatoires, densité de probabilité, espérance, variance, théorème de la limite centrale, processus etc.) est nécessaire pour suivre le cours mais non obligatoire. Une connaissance des interactions rayonnements-matière à la base de la plupart des codes de Monte-Carlo est également souhaitée. Les cours et supports de cours apportent aux élèves l'information nécessaire. Bibliographie : Christian Robert et George Casella, Monte Carlo Statistical Methods, Springer, 2010. Kuchment Peter-The Radon transform and medical imaging-SIAM-Society for Industrial and Applied Mathematics 2014. José Unpingco, Python for Probability, Statistics, and Machine Learning, Springer, 2016 Franck Jedrzejewski Méthodes aléatoires et physique probabiliste, Springer, 2009. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Septembre - Octobre - Novembre. Location : GIF-SUR-YVETTE
Quantification en imagerie médicale	4	25		6
Quantification en imagerie médicale Language(s) of instruction : FR ECTS : 4 Détail du volume horaire : Lecture : 25 Practical class : 6 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Durand Emmanuel Pedagogical team : Emmanuel DURAND Christine CAVARO-MÉNARD Frédérique FROUIN Julie SAGE Sébastien JAN Irène BUVAT Isabelle BLOCH Charlotte ROBERT. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu à la faculté de médecine du Kremlin-Bicêtre (cours magistraux et TD) et au CEA-INSTN (TP). Ils seront dispensés par des chercheurs, des enseignants-chercheurs et des praticiens hospitalo-universitaires. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Apprendre à quantifier une image médicale : identifier les principaux paramètres physico-chimiques qui modulent le signal d'imagerie et les mesurer pour les principales modalités d'imagerie (rayons X, scanner, ultra-sons, scintigraphie, imagerie par résonance magnétique). Contenu de l'UE : Quantification en tomographie d'émission : corrections d'atténuation, de diffusion et de l'effet de volume partiel Recalage et fusion d'images Codage, compression et échanges d'images médicales Traitement de séquences d'images dynamiques TD échantillonnage et filtrage numérique Evaluation statistique des méthodes d'imagerie Dose au patient en médecine nucléaire et radiologie Modélisation métabolique en TEP. Prerequisites : Module "bases physiques de l'imagerie médicale". Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Octobre - Novembre. Location : GIF-SUR-YVETTE - KREMLIN-BICETRE

Subjects	ECTS	Lecture	practical class
Radiobiologie	2	19	6
Radiobiologie Language(s) of instruction : FR ECTS : 2 Détail du volume horaire : Lecture : 19 Practical class : 6 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Porcel Erika Pedagogical team : Erika PORCEL Ken OLAUSSEN Marie-Anne Hervé Du Penhoat Gérard Baldacchino Fabrice Confalonieri. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu sur le site du CEA-INSTN. Ils seront dispensés par des enseignants chercheurs et des chercheurs. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : La radiobiologie décrit l'effet des rayonnements ionisants sur les organismes vivants. Cette UE introductive aura pour objectifs de faire le lien entre les interactions physiques des rayonnements ionisants avec la matière et les phases physico-chimiques, chimiques et biologiques en résultant. Principaux thèmes abordés : o Rappels et fondamentaux en biologie cellulaire (cycle cellulaire, prolifération cellulaire, mort cellulaire…) o Relation entre dépôts d'énergie et lésions biologiques (moléculaires, cellulaires et tissulaires) o Mécanismes de réparation des cellules o Effets déterministes et stochastiques des rayonnements ionisants o Cancers radio-induits. Prerequisites : Interactions rayonnements-matière. Bibliographie : Radiobiologie, M tubiana, 2008, https://doi.org/10.1051/medsci/200824121105. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Novembre - Décembre. Location : GIF-SUR-YVETTE
Radioprotection	3	19	3
Radioprotection Language(s) of instruction : FR ECTS : 3 Détail du volume horaire : Lecture : 19 Practical class : 3 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : REBISZ-POMORSKA Monika Pedagogical team : A.M. GOURONNEC H. BRUCHET B. LECHAT J. LAINE S. LAMART A. ROUE A. DAUTRUCHE M. THOMASSIN S. LAUGLE. Procedure and organisation : Les enseignements se dérouleront sur le site du CEA-INSTN. Ils seront dispensés par des maîtres de conférences, chercheurs et praticiens hospitaliers. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : Ce module est une première approche des différents domaines de la radioprotection permettant aux étudiants de s'approprier le langage et les principes de la radioprotection. Principaux enseignements : - Principes de protection contre les expositions internes et externes - Réglementation : radioprotection des travailleurs, radioprotection des personnes exposées à des fins médicales - Organisation de la radioprotection - Gestion des irradiations accidentelles - Etude d'un poste de travail - Travaux pratiques. Prerequisites : Interactions rayonnements-matière. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Novembre - Décembre. Location : GIF-SUR-YVETTE

Le S2 est constitué d'un tronc commun de 2 UE et d'un stage de 6 mois.

Subjects	ECTS	Lecture	directed study	practical class	Lecture/directed study	Lecture/practical class
Introduction à l'intelligence artificielle	2	9		16
Introduction à l'intelligence artificielle Language(s) of instruction : FR ECTS : 2 Détail du volume horaire : Lecture : 9 Practical class : 16 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Dubois Albertine Pedagogical team : Charlotte Robert Myriam Edjlali David Sarrut Albertine Dubois Edouard Duchesnay Alexandre Carré, Enzo Battistella et Marvin Lerousseau Geoffrey Daniel Emilie Alvarez Andres, Théo Estienne et Maria Vakalopoulou. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu au CEA-INSTN (Gif-sur-Yvette). Ils seront dispensés par des chercheurs, des enseignants-chercheurs, des praticiens hospitalo-universitaires et des doctorants. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : -Introduire le vocabulaire et les notions clés utilisées en intelligence artificielle -Identifier les applications possibles de l'intelligence artificielle en physique médicale (imagerie médicale et radiothérapie) -Comprendre les bases mathématiques des p. Bibliographie : Machine Learning in Radiation Oncology: Theory and Applications - I. El Naqa, E. Li, M.J. Murphy. Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Février. Location : GIF-SUR-YVETTE
Méthodologie de la recherche scientifique	3	17.5	0		13	0
Méthodologie de la recherche scientifique Language(s) of instruction : FR ECTS : 3 Détail du volume horaire : Lecture : 17.5 Directed study : 0 Directed study : 13 Practical class : 0 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Albertine Dubois Pedagogical team : Albertine Dubois Vincent Chekib Samuel Jamet Sébastien Mériaux Charlotte Robert Sébastien Descotes-Genon Hervé Maisonneuve Bernadette Martins Thierry Delzescaux. Procedure and organisation : Les enseignements auront lieu à la faculté de médecine du Kremlin-Bicêtre (méthodologie de la recherche bibliographique) et au CEA-INSTN. Ils seront dispensés par des chercheurs et des enseignants-chercheurs, habitués à la gestion de projets et aux exercices de communication (scientifiques ou grand public). Deux spécialistes des notions d'intégrité scientifique, d'éthique et de réglementation en matière de recherche viendront compléter ce tableau. Objectifs pédagogiques visés : Contenu : L'étudiant est formé et accompagné pour pouvoir, à terme, mener à bien un projet de recherche incluant : la recherche bibliographique, l'organisation et le financement de ses projets, l'interprétation éclairée, la communication et la valorisation de ses résultats dans un contexte international et pluridisciplinaire en lien avec la physique médicale. LISTE DES COURS : Présentation du module et préparation au stage de M2 Etat de l'art en imagerie et physique médicale : optimiser sa recherche bibliographique en lien avec son sujet de stage Gestion d'un projet de recherche Préparation de son projet de stage : identifier la problématique, la méthodologie et l'organisation adaptées à son sujet Communication des données scientifiques Etat de l'art en imagerie et physique médicale : analyse d'articles scientifiques. Examen partie 1 : présentation orale d'un article scientifique par petits groupes (1/4 de la note de l'UE) Intégrité scientifique : plagiat, embellissement de données Repères éthiques de la recherche Focus sur la réglementation actuelle de la recherche sur la personne et les données Examen partie 2 : présentation orale individuelle de son projet de stage (3/4 de la note de l'UE). Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Février. Location : GIF-SUR-YVETTE - KREMLIN-BICETRE

Subjects	ECTS	Lecture	directed study	practical class	Lecture/directed study	Lecture/practical class	directed study/practical class	distance-learning course	Project	Supervised studies
Stage	25								10
Stage Language(s) of instruction : FR ECTS : 25 Détail du volume horaire : Project : 10 Modalités d'organisation et de suivi : Coordinator : Robert Charlotte Période(s) et lieu(x) d’enseignement : Period(s) : Février - Mars - Avril - Mai - Juin - Juillet.

Modalités de candidatures

Application period

From 01/03/2024 to 30/06/2024

Compulsory supporting documents

Motivation letter.
Letter of recommendation or internship evaluation.
All transcripts of the years / semesters validated since the high school diploma at the date of application.
Curriculum Vitae.

Additional supporting documents

Document at your convenience.
Certificate of French (compulsory for non-French speakers).
VAP file (obligatory for all persons requesting a valuation of the assets to enter the diploma).
The application procedure, which depends on your nationality and your situation is explained here : https://urlz.fr/i3Lo.
Supporting documents :
- Residence permit stating the country of residence of the first country
- Or receipt of request stating the country of first asylum
- Or document from the UNHCR granting refugee status
- Or receipt of refugee status request delivered in France
- Or residence permit stating the refugee status delivered in France
- Or document stating subsidiary protection in France or abroad
- Or document stating temporary protection in France or abroad.

Contact(s)

Course manager(s)

Erika Porcel - erika.porcel@universite-paris-saclay.fr

Charlotte ROBERT - charlotte.robert@universite-paris-saclay.fr

Amélie Roue - amelie.roue@cea.fr

Administrative office

Olivier BRIAT - olivier.briat@universite-paris-saclay.fr