Proposition de stage : Développement d’un hydrogel-élastomère acoustiquement transparent pour l’échographie portable


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Type de stage

Stage de Master 2/dernière année d’école d’ingénieur

Date ou durée du stage

6 mois à partir de début 2023

Lieu du stage

Laboratoire d’Imagerie Biomédicale (LIB) – 15 rue de l’école de médecine 75006 Paris

Contexte

Le Laboratoire d’Imagerie Biomédicale développe l’échographie super-résolue 3D pour des applications d’imagerie intracérébrale. Cette approche se base sur l’imagerie de diffuseurs ultrasonores circulant dans les vaisseaux sanguins, leur localisation sub-longueur d’onde et leur suivi afin de reconstruire une image 3D pouvant potentiellement aider le diagnostic de nombreuses maladies impliquant la microcirculation [Chavignon et al. 2022]. Nous développons entre autres un nouveau neuroscanner portable pouvant potentiellement contribuer au diagnostic rapide des accidents vasculaires cérébraux.

ULM Chavignon

Échographie super-résolue cérébrale (ULM, tirée de la thèse d’Arthur Chavignon 2021)

Malgré ces développements récents de l’échographie, le couplant acoustique entre la sonde et le patient reste un facteur limitant à bien des égards. Cet hydrogel ne permet pas de longues acquisitions et son écoulement et son séchage cause souvent des ruptures de couplage. C’est dans ce contexte qu’une équipe du MIT a développé un hydrogel-élastomère acoustiquement transparent comme alternative au gel échographique couramment utilisé [Wang et al. 2022]. Ce gel bioadhésif, résistant et anti-déshydratant peut être collé à la peau et permet ainsi un diagnostic précis et continu durant plusieurs heures.

Bioadhesive hydrogel

Bioadhesive hydrogel for portable ultrasound (from Wang et al. 2022)

Au cours de ce stage, nous souhaitons d’abord reproduire ce type d’élastomère, pour ensuite l’adapter aux techniques 3D ULM et l’améliorer pour prendre en compte le positionnement des sondes échographiques dédiées aux applications cérébrales.

Références :
Chavignon, A., Hingot, V., Orset, C., Vivien, D., & Couture, O. (2022). 3D transcranial ultrasound localization microscopy for discrimination between ischemic and hemorrhagic stroke in early phase. Scientific reports, 12(1), 1-11.

Wang, Chonghe, Xiaoyu Chen, Liu Wang, Mitsutoshi Makihata, Hsiao-Chuan Liu, Tao Zhou, et Xuanhe Zhao. « Bioadhesive ultrasound for long-term continuous imaging of diverse organs ». Science 377, no 6605 (29 juillet 2022): 517‑23. https://doi.org/10.1126/science.abo2542.

Missions

Le stagiaire aura les tâches suivantes :

  • Reproduction de l’hydrogel-élastomère acoustiquement transparent
  • Adaptation du gel à l’ULM 3D cérébral,
  • Modification du gel pour prendre en compte le positionnement des sondes

Compétences

  • Théorie et pratique en physico-chimie,
  • Théorie et pratique en ingénierie biomédicale,
  • Rédaction et échanges en anglais,
  • Volonté d’évoluer au sein de multiples environnements de recherches (laboratoire d’imagerie médicale, environnement de startup) et de multiples domaines (chimie, acoustique, chirurgie),
  • Travail en autonomie,
  • Tropisme pour les recherches appliquées.

Il n’est pas demandé de maîtriser parfaitement toutes ces notions mais de vouloir les appréhender et les utiliser rapidement.

Rémunération

Gratifications de stage

Contact

Olivier Couture – olivier.couture[at]sorbonne-universite.fr