Contexte
L’effet photo-acoustique (PA) permet de créer une onde de pression acoustique dans un milieu biologique par illumination/excitation de ce milieu au moyen d’un laser pulsé. Un système échographique est ensuite utilisé pour recevoir cette onde ultrasonore et créer l’image du milieu [Fronheiser (2010)].
Les tissus biologiques absorbent plus ou moins l’énergie lumineuse reçue selon la longueur d’onde de celle-ci [Cox (2013)]. L’intensité de l’onde acoustique résultante s’en trouve alors modifiée. Ce comportement est prédit par le spectre d’absorption du milieu considéré. Le recoupement/la corrélation entre la réponse d’un milieu à différentes longueurs d’onde d’excitation et un panel de spectres d’absorption peut permettre l’identification dudit milieu.
Un banc d’imagerie photo-acoustique, développé à Creatis avec un système laser à longueur d’onde variable (multi-spectrale) et un échographe de recherche, a permis d’enregistrer différents signaux provenant de différents absorbeurs optiques. Cependant, la quantification des milieux (séparation et/ou concentration) n’est actuellement pas maitrisée.
But et déroulement du stage
L’objectif de ce stage sera, en utilisant des images PA obtenues à différentes longueurs d’ondes, de reconstruire une carte des milieux et/ou des concentrations. De plus, une attention particulière sera apportée quant à la régularisation spatiale des méthodes proposées afin d’éviter les fausses détections locales qui n’ont pas de sens physique.
Différentes étapes seront envisagées afin de répondre au mieux à ces problématiques :
- Etat de l’art
- Simulation numérique
- Utilisation de milieux expérimentaux connus
- Quantification sur des milieux inconnus
λ = 532 nm | λ = 1064 nm |
Illustration d’images photo-acoustique obtenues à deux longueurs d’ondes différentes. Le milieu contient deux tuyaux contenant de l’encre de chine orange (en bas) et noir (en haut). |
Compétences requises
- Connaissances en programmation (Matlab)
- Modélisation et simulation numérique
- Traitement d’images
- Des connaissances en physique seront appréciées
- Autonomie
Contacts
Pour postuler, merci d’envoyer CV et lettre de motivation à :
François Varray : francois.varray@creatis.insa-lyon.fr
Didier Vray : didier.vray@creatis.insa-lyon.fr
Bibliographie
[Fronheiser (2010)] Fronheiser M.P., Ermilov S.A., Brecht H., et al, “Real-time optoacoustic monitoring and three-dimensional mapping of a human arm vasculature”, J. Biomed. Opt., 15(2).
[Cox (2013)] Cox B., Laufer J.G., Arridge S.R., Beard P.C., “Quantitative spectroscopic photoacoustic imaging: a review”, J. Biomed. Opt, 17(6).