Sujet de thèse : Impulsions radio-fréquence obtenues par contrôle optimal pour la spectroscopie et l’imagerie du petit animal à 11.7T

Objectifs de la thèse : Design d’impulsions radiofréquence pour augmenter la spécificité du signal de spectroscopie et de l’imagerie des macromolécules : applications à l’étude de la demyelinisation/remyelinisation dans un modèle animal de la sclérose en plaques

Verrous scientifiques : La myéline est une substance constituée de couches de lipides alternant avec des couches de protides (membrane lipoprotéique) et présente du point de vue de la physique de la RMN des constantes de relaxation T2 très courtes. Ces caractéristiques rendent difficile la mesure spécifique de cette substance par IRM.

Contributions originales attendues : L’équipe RMN et Optique de CREATIS, a développé de nouvelles approches fondées sur la théorie du contrôle optimal permettant d’imager les composés aux T2 courts selon un contraste en hypersignal. Du point de vue spectroscopique, ces longues molécules et composés aux T2 courts participent au signal des « macromolécules » dans les signaux de spectroscopie acquis à temps d’écho courts et peuvent également faire l’objet d’acquisition dite d’édition des macromolécules. Une préparation d’aimantation générée par contrôle optimal devrait permettre de proposer de nouveaux contraste et signatures moléculaires, potentiellement marqueurs spécifique de la myéline.

Collaboration(s)/partenariat(s) extérieur(s) éventue Dominique Sugny LICB Dijon, Fabien Chauveau, BioRan-CRNL, Françoise Durand Dubief CREATIS

Programme de recherche et démarche scientifique proposée :

1. Définition d’un protocole à 11.7T incluant IMR anatomique, diffusion et spectroscopie des maromolécules
2. Détermination par la théorie du contrôle optimal et implémentation sur imageur du schéma d’excitation radio fréquence permettant d’obtenir un signal spécifique des structures à T2 courts et validations in vivo sur animaux sains
3. Applications des séquences développées à l’étude des phases de demyélinisation/remyelinisation

Profil du candidat recherché (prérequis) : Profile Physique et traitement du signal/optimisation mathématique, bonnes compétences en informatique: le candidat devra connaître et comprendre la physique de l’acquisition par RMN, développer mettre en œuvre des algorithmes d’optimisation pour le design d’impulsions radiofréquence qui seront implantées sur imageur clinique.

École doctorale : ED 160 EEA

Références bibliographiques sur le sujet de thèse :

1. E Van Reeth, H Ratiney, et al. Optimal control design of preparation pulses for contrast optimization in MRI. Journal of Magnetic Resonance,279 :39 – 50, 2017.
2. E Van Reeth, H Ratiney, et al. A simplified framework to optimize mri contrast preparation. Magnetic Resonance in Medicine, 2018.
3. E. Van Reeth, H. Ratiney, et al. Contrast preparation pulses robust to b1 and b0 inhomogeneities : an optimal control approach. In ISMRM 27th Annual Meeting, 2018
4. Koob, M., Viola, A., Le Fur, Y., Viout, P., Ratiney, H., Confort-Gouny, S., Girard, N. (2016). Creatine, glutamine plus glutamate, and macromolecules are decreased in the central white matter of premature neonates around term. PloS one, 11(8), e0160990.
5. Zhang M, Hugon G, Bouillot C, Bolbos R, Langlois J-B, Billard T, Bonnefoi F, Li B, Zimmer L, Chauveau F. (2019) Evaluation of Myelin Radiotracers in the Lysolecithin Rat Model of Focal Demyelination: Beware of Pitfalls! Contrast Media Mol Imaging.;2019:9294586.

Encadrement scientifique :

• Description du comité d’encadrement :

contact:

helene.ratiney@creatis.insa-lyon.fr

eric.van-reeth@creatis.insa-lyon.fr