Type de stage
Stage de Master 2 / dernière année d’école d’ingénieur
Date ou durée du stage
2022, 5 ou 6 mois
Contexte
Les méthodes ultrasonores permettent de mesurer des propriétés osseuses utiles dans le cadre du diagnostic de pathologies fragilisantes comme l’ostéoporose. Contrairement aux méthodes basées sur les rayons-X, elles ne sont pas irradiantes, sont moins coûteuses et donnent directement accès à des propriétés mécaniques [1]. L’imagerie échographique de l’os a été récemment développée au Laboratoire d’Imagerie Biomédicale ; elle a été utilisée pour mesurer l’épaisseur corticale et des vitesses de propagation des ondes qui sont des marqueurs de la santé de l’os [2].
Illustration de la microstructure osseuse et de l’imagerie échographique de l’os
L’échographie exploite le signal retrodiffusé par le tissu osseux qui provient pour une part importante de la diffusion de l’onde ultrasonore incidente par la microstructure. Cette microstructure est un ensemble de canaux (pores) de quelques dizaines ou centaines de microns contenant des vaisseaux sanguins. La rétrodiffusion par ces canaux peut être exploitée pour caractériser la nature du réseau de pores et donc la santé de l’os, comme le signal rétrodiffusé par l’amas cellulaire d’une tumeur peut permettre de classer la tumeur comme maligne ou bénigne. Par ailleurs, la rétrodiffusion par les canaux est un facteur limitant pour l’imagerie anatomique : le signal spéculaire des interfaces et “noyé” dans le speckle associé aux pores. Ces éléments motivent une étude approfondie des propriétés du signal rétrodiffusé par les canaux de l’os cortical.
Références :
[1] Q. Grimal and P. Laugier, “Quantitative Ultrasound Assessment of Cortical Bone Properties Beyond Bone Mineral Density,” IRBM, vol. 40, no. 1. pp. 16–24, 2019.
[2] G. Renaud, P. Kruizinga, D. Cassereau, and P. Laugier, “In vivo ultrasound imaging of the bone cortex,” Phys. Med. Biol., 2018.
Objectif et méthodes
L’objectif du stage est de caractériser le signal rétrodiffusé par l’os cortical au moyen de simulations numériques, d’études analytiques et d’expériences. Il s’agira d’évaluer les fluctuations d’amplitudes et les propriétés spectrales du signal rétrodiffusé, et de les relier à des caractéristiques de la microstructure (par exemple, dimension, densite et anisotropie des pores).
Mission(s)
Le stagiaire mettra en oeuvre des modèles et des méthodes de traitement du signal. Il exploitera des données déjà disponibles (signaux synthétiques ou expérimentaux, images de microstructures osseuses) et mettra en place de nouveaux modèles numériques et analytiques. Il participera également à des expériences sur des pièces osseuses ex vivo.
Compétences
Les candidats devront avoir une formation solide en acoustique et/ou traitement du signal et un intérêt marqué pour la physique de la propagation des ondes.
Rémunération
Gratifications de stage
Contacts
Encadrement : Quentin GRIMAL et Maryline TALMANT
Pour candidater, écrire à quentin.grimal[at]sorbonne-universite.fr
Affiliation: Sorbonne Université
Laboratoire d’Imagerie Biomédicale (LIB) CNRS 7371 – INSERM 1146
15, rue de l’école de médecine 75006 Paris