Cartographie du champ de cavitation par imagerie acoustique passive transcrânienne H/F
Stage Gif-sur-Yvette (Essonne)
Description de l'offre
Détail de l'offre
Informations générales
Entité de rattachement
Le Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) est un organisme public de recherche.Acteur majeur de la recherche, du développement et de l'innovation, le CEA intervient dans le cadre de ses quatre missions :
. la défense et la sécurité
. l'énergie nucléaire (fission et fusion)
. la recherche technologique pour l'industrie
. la recherche fondamentale (sciences de la matière et sciences de la vie).
Avec ses 16000 salariés -techniciens, ingénieurs, chercheurs, et personnel en soutien à la recherche- le CEA participe à de nombreux projets de collaboration aux côtés de ses partenaires académiques et industriels.
Référence
2020-14209Description de l'unité
Depuis plusieurs décennies, le CEA LIST mène des activités de recherche et développement dans le domaine du contrôle non destructif (CND) qui consiste à caractériser l'état d'intégrité de structures industrielles sans les dégrader. Parallèlement à la conception de capteurs innovants et au développement de nouvelles méthodes de contrôles, le LIST développe le logiciel CIVA de simulation de CND distribué par EXTENDE (http://www.extende.com/fr/civa-en-quelques-mots ) qui s'appuie sur les travaux de recherches menés au laboratoire en modélisation RX, électromagnétique et ultrasonore.
Les briques technologiques développées pour les contrôles par ultrasons sont, depuis quelques années, exploitée dans un contexte médical. Ainsi, depuis quelques années, le LIST développe, en partenariat avec l'INSERM, la plateforme CIVA Healthcare destinée à la simulation de la thérapie par ultrasons focalisés de haute intensité HIFU. De même, des outils d'imagerie multiéléments ont été exploités dans le contexte de l'imagerie transcrânienne en collaboration avec l'équipe Biomaps du SHFJ de Orsay.
Description du poste
Domaine
Instrumentation, métrologie et contrôle
Contrat
Stage
Intitulé de l'offre
Cartographie du champ de cavitation par imagerie acoustique passive transcrânienne H/F
Sujet de stage
Le traitement des nombreuses pathologies cérébrales (glioblastome, Alzheimer, Parkinson) reste un défi majeur du fait de la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) interdisant l'accès au cerveau à la plupart des médicaments. Les ultrasons (US) associés à l'injection de microbulles gazeuses apportent une solution prometteuse en perméabilisant localement et transitoirement cette barrière. La dosimétrie du champ acoustique à travers le crâne humain doit cependant être maîtrisée en temps réel pour assurer l'efficacité et la sécurité du protocole. Dans ce contexte, ce stage sera dédié à l'évaluation de l'utilisation d'une matrice 2D conformable pour la construction de la cartographie du champ de cavitation. La technologie de matrice 2D conformable permet d'épouser le profil complexe du crâne pour garantir le contact quelle que soit sa position. Plusieurs algorithmes d'imagerie de cavitation passive, intégrant la prise en compte de la déformation de la matrice, seront comparés.
Durée du contrat (en mois)
6
Description de l'offre
Le traitement des nombreuses pathologies cérébrales (glioblastome, Alzheimer, Parkinson) reste un défi majeur du fait de la présence de la barrière hémato-encéphalique (BHE) interdisant l'accès au cerveau à la plupart des médicaments. Les ultrasons (US) associés à l'injection de microbulles gazeuses apportent une solution prometteuse en perméabilisant localement et transitoirement cette barrière. Dans le cadre de la translation clinique de cette technologie, la dosimétrie du champ acoustique à travers le crâne humain doit être maîtrisée en temps réel pour assurer l'efficacité et la sécurité du protocole. L'intensité US doit être suffisamment importante pour induire une vibration des microbulles agissant sur la perméabilité des vaisseaux sanguins tout en restant suffisamment modérée afin d'éviter une implosion de ces microbulles et des dommages permanents.
Dans ce contexte, le projet transverse CraniUS propose d'améliorer l'exploitation du signal renvoyé par les microbulles en proposant l'évaluation de capteurs US innovants, l'optimisation de leurs positions sur le crâne du patient et l'implémentation d'une technique d'analyse ultra-rapide de la réponse des microbulles.
Le LIST possède une expertise reconnue dans la conception de capteurs US multiéléments, y compris flexibles et le développement de méthodes d'imagerie adaptative à travers des milieux aberrants. Au sein de cette équipe, ce stage sera dédié à l'évaluation de l'utilisation d'une matrice 2D conformable pour l'imagerie de cavitation passive. En effet, au-delà d'une simple détection ou d'une localisation grossière par triangulation, l'utilisation d'une matrice de récepteur permet la cartographie du champ de cavitation. La technologie de matrice 2D conformable développée et brevetée par le LIST pour le Contrôle Non-Destructif permet d'épouser le profil complexe du crâne pour garantir le contact quel que soit sa position. La déformation est mesurée et corrigée par un retard de phase ajouté aux signaux reçus par les différents éléments avant fabrication de l'image. Une matrice test 12x7 éléments centrée à 2 MHz d'un diamètre 5 cm est disponible pour ce projet, ainsi qu'un échographe permettant d'enregistrer tous les signaux. Les signaux de cavitation seront enregistrés in vitro en cuve à travers des échantillons de crânes humains disponibles pour le projet. Une correction des aberrations en réception liées au passage du crâne sera effectuée sur la base de simulations effectuée à partir du scanner X du crâne avec le logiciel CIVA Healthcare, développé par le CEA-LIST, et de mesures échographique de l'épaisseur de l'os. Nous déterminerons aussi la meilleure position de la sonde en fonction de l'atténuation de l'os, de son volume d'imagerie et de la position voulue de la tâche focale thérapeutique. Plusieurs algorithmes seront comparés pour la construction de carte de cavitation acoustique.
Moyens / Méthodes / Logiciels
Capteurs ultrasonores matriciel, chaîne d'acquisition, logiciel de simulation et d'imagerie CIVA
Profil recherché
Profil du candidat
Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieur.