Type de stage
Stage de Master 2 orienté Recherche
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
En chirurgie minimalement invasive, et particulièrement en neurochirurgie, la capacité d’atteindre des zones profondes sans dommage et avec précision reste un défi majeur. Les outils de neurochirurgie, tels que les aiguilles, sont encore limités par leur précision et leur maniabilité. Dans ce contexte, des microrobots, tels que ceux conçus par Robeauté, constitueraient un outil révolutionnaire pour les neurochirurgiens dans le cadre de leurs opérations. Le microrobot pourrait permettre de réaliser de la délivrance de médicaments, des microbiopsies ou encore des thérapies géniques avec précision et dans des zones difficiles d’accès.
Vue d’artiste des microrobots, DOT, développés par Robeauté
En collaboration avec la société Robeauté, le LIB conçoit de nouvelles approches de localisation cérébrale de microrobots. Les techniques de suivi exploitent la propagation ultrasonore à travers le crâne pour déterminer la position exacte du dispositif médical afin de cibler la zone du cerveau à traiter [Francois et al. 2019, Zarader et al. 2022].
Ces techniques sont similaires à celles que nous avons développées pour l’échographie super-résolue transcrânienne, permettant de reconstruire le réseau vasculaire cérébral en 3D (Couture et al. 2019, Chavignon et al. 2022, voir figure ci-jointe). 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, les AVC par exemple.
Échographie super-résolue cérébrale (ULM, tirée de la thèse d’Arthur Chavignon 2021)
Le stage, réalisé au LIB, a pour but de concevoir un nouveau capteur ultrasonore pouvant s’adapter au microrobot et améliorer son positionnement à l’échelle submillimétrique, tout en préservant sa biocompatibilité.
Références :
Zarader et al. “A 3D Transcranial Submillimetric Ultrasound Tracking Solution for Biomedical Microdevice”
IEEE IUS 2022, Venezia, Italy.
François Quentin, Arthur André, Bertrand Duplat, Sinan Haliyo, et Stéphane Régnier. « Tracking Systems for Intracranial Medical Devices: A Review ». MEDICAL DEVICES & SENSORS 2, no 2 (avril 2019). https://doi.org/10.1002/mds3.10033.
Couture, O., Hingot, V., Heiles, B., Muleki-Seya, P., & Tanter, M. (2018). Ultrasound localization microscopy and super-resolution: A state of the art. IEEE transactions on ultrasonics, ferroelectrics, and frequency control, 65(8), 1304-1320.
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.
Missions
En collaboration avec le thésard actuellement sur le sujet (Pierre Zarader), le stagiaire aura les tâches suivantes :
- Mise en place d’un nouveau banc d’expérimentation basé un nouveau capteur ultrasonore
- Intégration du nouveau capteur ultrasonore au robot,
- Tests de suivi ex vivo du robot
- Comparaison avec le système de suivi actuel embarqué sur le robot,
- Participation aux premiers tests in vivo du robot avec le système de suivi actuel.
Compétences
- Théorie et pratique en propagation des ultrasons,
- Théorie et pratique en (micro)mécanique,
- Rédaction et échanges en anglais,
- Volonté d’évoluer au sein de multiples environnements de recherches (laboratoire de robotique et d’imagerie médicale, environnement de startup) et de multiples domaines (acoustique, robotique, biologie, 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
Pierre Zarader – pierre[at]robeaute.com
Informations complémentaires
Confidentialité : Oui