Télécharger le descriptif complet du sujet de thèse
Résumé du sujet :
La propagation d’ondes ultrasonores guidées dans l’enveloppe des os longs (os cortical) est sensible aux propriétés élastiques et géométriques du guide d’onde. L’étude des ondes guidées dans ce contexte présente donc un fort potentiel pour l’évaluation des caractéristiques du guide d’onde osseux et pour la prédiction du risque de fracture (ostéoporose). Plusieurs difficultés limitent encore l’utilisation des ondes guidées à cet effet. Celles-ci sont d’ordre technologiques et concernent la méthode de mesure (nombre de capteurs, bande passante, rapport signal à bruit, traitement du signal…) ou d’ordre méthodologique quant à l’interprétation des signaux ultrasonores. Le principe de la mesure consiste à relier les caractéristiques des ondes guidées (vitesses de phase ou nombres d’onde en fonction de la fréquence) aux caractéristiques physiques du guide d’onde osseux (épaisseur, coefficients élastiques, porosité). La méthode a d’abord été validée sur des « guides d’onde de référence » (plaque ou tube d’épaisseur constante). Elle a également été testée sur des échantillons osseux ex vivo ainsi que sur des sujets sains au radius (avant-bras). Une étude clinique pilote est actuellement menée en collaboration avec le Professeur Christian Roux de l’Hôpital Cochin (Centre d’Evaluation des Maladies Osseuses).
L’objectif principal de la thèse vise à perfectionner la mesure clinique. Les objectifs spécifiques (i) l’optimisation du protocole expérimental , (ii) l’amélioration de la précision et de la reproductibilité in vivo, (iii) l’amélioration de la robustesse de l’obtention des paramètres élastiques estimés, via un processus d’inversion. La faisabilité des mesures, actuellement réalisées à l’avant-bras chez l’adulte, sera étudiée au tibia d’une part et chez les enfants (radius et tibia) d’autre part, avec des sondes dédiées à cet effet. Tout d’abord, l’étude portera sur des échantillons ex vivo (radius et tibia). Le traitement du signal permettant l’extraction des nombres d’onde des modes guidés devra être adapté et optimisé et les modèles adaptés à la résolution du problème inverse. Les échantillons seront caractérisés indépendamment par des méthodes physiques complémentaires telles que la micro-tomographie par rayons X ou la résonance ultrasonore spectroscopique.
Ceci permettra de valider les procédures d’évaluation des propriétés du guide d’onde à partir des ondes guidées. Finalement, la méthode sera évaluée in vivo dans de populations d’adultes ou d’enfants, dans le cadre du contrat de collaboration avec la start-up Azalée, en vue de dépister la fragilité osseuse.
Directeur de thèse :
- Pascal LAUGIER
Codirection éventuelle :
- Jean-Gabriel MINONZIO
Collaborations dans le cadre de la thèse :
- Christian Roux, Centre d’Evaluation des Maladies Osseuses, hôpital Cochin, Paris, France
Rattachement à un programme :
- Azalée, startup issue du LIB, créée en 2012 pour commercialiser la technologie développée