Proposition de stage : Spectrométrie photoacoustique calibrée sur un scanner photoacoustique commercial

! STAGE POURVU !

Télécharger le sujet de stage

Type de stage

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

Date ou durée du stage

Stage de 6 mois entre janvier et septembre 2023

Contexte

L’imagerie photoacoustique est une modalité émergente permettant de cartographier l’absorption optique en profondeur dans les tissus biologiques et de révéler la biodistribution d’hémoglobine (oxygénée ou désoxygénée) et d’agents de contraste moléculaires ou nanométriques [1] (vidéo introductive ici). De nombreux agents de contraste sont développés actuellement par des laboratoires de chimie et de physico-chimie afin de révéler des biomarqueurs ou de suivre des agents de thérapie. La caractérisation quantitative des agents de contraste en termes d’efficacité de génération photoacoustique est un défi. Actuellement, elle est réalisée soit par des spectrophotomètres qui mesure l’absorption optique mais ne tiennent pas compte des phénomènes de conversion de l’énergie lumineuse en ultrasons, soit par des scanners d’imagerie photoacoustique mais qui, n’étant pas calibrés, donnent des mesures en unités arbitraires et donc permettent uniquement une comparaison relative d’agents mesurés dans les mêmes conditions expérimentales.

La société Visualsonics est l’une des sociétés pionnière dans la commercialisation de scanners d’imagerie photoacoutique ( https://www.visualsonics.com/product/imaging-systems/vevo-lazr-x ). L’appareil, Vevo-LAZR, permet d’acquérir des spectres photoacoustiques d’agents de contraste et il est actuellement disponible sur la plateforme d’imageries du vivant (PIV) de l’Université Paris Cité. Par ailleurs, le Laboratoire d’Imagerie Biomédicale (LIB) a récemment développé une méthode de calibration afin d’obtenir des spectres photoacoustiques d’agents de contraste en unité SI au lieu des unités arbitraires proposées actuellement [2]. Les trois partenaires (Visualsonics, PIV, LIB) souhaitent à présent collaborer afin d’implémenter la méthode de calibration sur le Vevo LAZR.

L’objectif de ce stage est de démontrer la faisabilité de l’implémentation de la méthode. Pour ce faire, nous nous appuierons sur le support technique de Visualsonics, nous utiliserons l’expérience de la PIV en imagerie avec l’appareil Vevo LAZR et le savoir-faire du LIB pour la calibration. Le travail de stage consistera à élaborer des séquences d’acquisition avec la machine, à réaliser des acquisitions sur des échantillons connus, à implémenter le traitement de données suivant les méthodes du LIB et enfin à comparer et valider les résultats obtenus avec le spectromètre photoacoustique présent au LIB.

Bibliographie :
[1] Wang LV and Yao J, « A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences », Nature Methods, 2016; 13(8):627‑38. https://doi.org/10.1038/nmeth.3925.
[2] Lucas T, Sarkar M, Atlas Y, Linger C, Renault G, Gazeau F, Gateau J. Calibrated Photoacoustic Spectrometer Based on a Conventional Imaging System for In Vitro Characterization of Contrast Agents. Sensors. 2022; 22(17):6543. https://doi.org/10.3390/s22176543

Objectif

L’objectif du stage est d’implémenter une méthode de calibration pour la caractérisation photoacoustique d’agents de contraste sur l’appareil Vevo LAZR, de la valider et de documenter les résultats.

Mission(s)

Le ou la stagiaire aura en charge :

  • L’implémentation de la séquence d’acquisition.
  • L’acquisition de données sur des solutions d’agents photoacoustiques connus
  • L’adaptation de code Matlab afin de traiter les signaux enregistrés
  • Le traitement des données obtenues afin d’implémenter la méthode de calibration.
  • La validation avec un même agent mesuré avec le spectromètre photoacoustique du LIB et le Vevo-LAZR

Compétences

Goût pour l’expérimentation et pour l’instrumentation. Connaissances en programmation (Matlab), en traitement du signal, et acquisition/analyse d’images.

Contraintes spécifiques : Travail sur plusieurs sites séparés de 2km et situés au 15 rue de l’école de médecine 75006 Paris et au 24 rue du Faubourg Saint Jacques, 75014 Paris

Rémunération

Gratifications de stage

Contacts

Jérôme Gateau, Chargé de Recherche CNRS, Laboratoire d’Imagerie Biomédicale
jerome.gateau[at]sorbonne-universite.fr
tel : 01 44 27 22 65
et
Gilles Renault, Ingénieur de Recherche, responsable de la Plateforme Imageries du Vivant, Institut Cochin
gilles.renault[at]inserm.fr
tel : 01 44 41 22 73

Lieux du stage :
Laboratoire d’Imagerie Biomédicale, 15 rue de l’Ecole de Médecine, 75006 Paris
Plateforme Imageries du Vivant, Institut Cochin, 24 rue du Faubourg Saint Jacques, 75014 Paris