Tomographie ultrasonore quantitative utilisant l'inversion de forme d'onde complète acoustique et élastique : Application à l'imagerie des tissus musculosquelettiques chez l'enfant

Résumé : L'échographie est aujourd'hui l'examen de première intention pour le diagnostic de nombreuses maladies des tissus musculosquelettiques chez l'enfant. L'échographie est particulièrement adaptée à l'usage pédiatrique (indolore, non ionisante, faible coût) permettant d'augmenter le nombre de procédures sans effets néfastes. Cependant, les ultrasons ont du mal à pénétrer dans les structures osseuses entourées de muscles et de tissus mous, de sorte qu'ils ne peuvent voir que leur surface extérieure, et non leur intérieur (moelle, endoste, cavité médullaire). Depuis plusieurs années, le LMA associé à l'hôpital des enfants (APHM) étudie la tomographie numérique ultrasonore (Ultrasound Computed Tomography - USCT) appliquée aux tissus osseux infantiles [1]. En raison du contraste d'impédance important entre les structures échogènes et les tissus mous environnants, les algorithmes de USCT classique (linéaires, essentiellement dédiés à l’imagerie du sein) ont été adaptés en introduisant des algorithmes de traitement du signal et de l’image [2]. Malgré des résultats très encourageants, l’approche linéaire est limitée et ne permet pas de paramétrer les images reconstruites. Or cette quantification est essentielle pour apporter au radiologue des informations qu’il n’a pas par les autres modalités, y compris l’échographie telle l’élasticité des tissus musculosquelettiques par exemple. Dans ce contexte, nous avons proposé une méthode numérique non linéaire d'inversion de forme d'onde complète. L'objectif ambitieux est de rendre l'imagerie des tissus musculos-quelettiques morphologique et paramétrique. Dans un premier temps, l'écriture du problème à résoudre a été réalisée en modélisation acoustique (fluide) uniquement, et des tests sur des cibles académiques ont été effectués [3]. Dans le cadre de la thèse proposée, nous envisageons une modélisation élastique du problème direct et des tests sur des fantômes mimant des organes (bras d'enfant) ainsi que sur des tissus animaux réels. Des essais cliniques pourraient être envisagés pendant la thèse dans le département de radiologie pédiatrique et prénatale de l'hôpital d'enfants de la Timone à Marseille (APHM).

Profil du candidat recherché :
Les candidats auront un intérêt marqué pour la recherche dans les domaines des applications (bio)mécaniques et/ou acoustiques, avec des aspects théoriques, numériques et expérimentaux. Nous recherchons des étudiants très motivés qui peuvent s'attaquer à des problèmes scientifiques complexes sur les approches d'inversion. Les candidats auront d'excellentes capacités à communiquer à l’écrit et à l’oral, à travailler harmonieusement et en autonomie au sein d’une équipe où il/elle prendra ses responsabilités, et exprimera son dynamisme et sa disponibilité.

Nom du directeur de thèse : Lasaygues Philippe / Tel : 33 (0)484 524 283 / E-Mail : lasaygues@lma.cnrs-mrs.fr
Laboratoire : Laboratoire de Mécanique et d'Acoustique
Financement : demandé
Type de financement : Allocation

Insertion professionnelle après thèse : L'insertion pourrait être publique ; le candidat effectuant un ou plusieurs stages postdoctoraux, ou privée, intégrant des entreprises spécialisées dans l'imagerie ultrasonore médicale,
y compris dans le domaine de la tomographie ultrasonore.