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La spectroscopie ultrasonore permet de remonter à des paramètres de la microstructure tissulaire, via l’étude spectrale du coefficient de rétrodiffusion [1]. Des biomarqueurs peuvent ensuite en être évalués : des paramètres directs (pente, ordonnée à l’origine, valeur à la fréquence moyenne) ou par une approche inverse en utilisant des modèles de diffusion ultrasonore (rayon, propriétés mécaniques, arrangement spatial des diffuseurs).
Les tumeurs présentent des différences dans leurs microstructures tissulaires avec les tissus sains et entre elles : des différences de propriétés mécaniques à l’échelle cellulaire, des différences morphologiques (présence d’acini…), et structurelles (répartition plus compacte et désordonnée des cellules). De plus, la rigidité cellulaire peut être différentes entre les cellules cancéreuses. Les tumeurs bénignes et malignes ont des caractéristiques physiques différentes. La mort cellulaire s'accompagne également de changements morphologiques et le suivi des paramètres lié à la microstructure tissulaire peut fournir des informations précoces sur les effets du traitement anticancéreux. C’est notamment le cas pour la mort par apoptose et catastrophe mitotique. Les traitements conventionnels (chimiothérapie, radiothérapie) vont induire de la nécrose et il est important de pouvoir évaluer le taux de nécrose de la tumeur pour pouvoir déterminer rapidement si la tumeur est répondante ou non et ainsi ajuster le traitement si besoin.
L’objectif du projet CAMUT est de valider / identifier les biomarqueurs ultrasonores permettant : 1) la classification de tumeurs; 2) le suivi des biomarqueurs ultrasonores après traitement anti-cancer induisant la nécrose. Dans le cadre de ce projet :
- Des mesures de spectroscopie ultrasonores seront réalisées sur des modèles d’ostéosarcome et chondrosarcome pour évaluer/définir les biomarqueurs ultrasonores permettant de caractériser ces tumeurs.
- Des mesures de spectroscopie seront réalisées sur des tumeurs après traitement anti-cancer pour définir les biomarqueurs ultrasonores permettant de caractériser et suivre le taux de nécrose.
L’objectif du stage sera d’investiguer les biomarqueurs permettant de différencier les deux types de tumeurs étudiés ainsi que les biomarqueurs permettant un suivi de la nécrose. Les différentes étapes pour répondre à cet objectif sont :
- L’évaluation du coefficient de rétrodiffusion à partir des mesures ultrasonores (codes existants)
- L’évaluation de différents biomarqueurs directs ou par approche inverse en utilisant différents modèles de diffusion ultrasonore (modèle Gaussien, modèle facteur de structure).
- L’analyse de ces biomarqueurs individuels ou de plusieurs de ces biomarqueurs pour la caractérisation des deux types de tumeurs et de la nécrose.
- La comparaison de ces biomarqueurs avec les images histologiques pour comprendre pourquoi ces biomarqueurs sont intéressants pour l’application visée.
[1] Oelze ML, Mamou J. Review of Quantitative Ultrasound: Envelope Statistics and Backscatter Coefficient Imaging and Contributions to Diagnostic Ultrasound. IEEE TUFFC 2016;63:336–51.
Déroulement du stage et candidat:
Ce stage sera réalisé au laboratoire CREATIS dans l’équipe Imagerie Ultrasonore (Université Lyon 1, Villeurbanne). Il sera co-encadré par P. Muleki Seya et Cyril Malinet.
En fonction des dates des mesures ultrasonores par rapport à celles du stage, le candidat pourra y participer.
Des compétences en traitement du signal seront nécessaire ainsi que la connaissance de Matlab. Des compétences en acoustique ou en imagerie ultrasonore seront appréciées.
Encadrement :
Pauline MULEKI SEYA, pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr
Cyril MALINET, cyril.malinet@creatis.insa-lyon.fr
Candidature :
Envoyer un CV et une lettre de motivation à pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr