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Contexte :
L'évaluation précoce par imagerie de l'efficacité d'une thérapie anticancer est cruciale dans le cas d'une tumeur non-répondante. Les ostéosarcomes sont particulièrement résistants aux traitements conventionnels. Les traitements anticancer peuvent induire divers changements morphologiques, liés à la mort cellulaire ou à des modifications de l’environnement tumoral ou vasculaires. Des paramètres ultrasonores (US) liés aux microstructures tissulaire et vasculaire pourraient nous renseigner sur l’efficacité d’une thérapie. Dans une étude précédente, nous avons mis en évidence des changements dans de paramètres US liés à la microstructure tissulaire associés à des changements biologiques (chromatine, collagène) dans des tumeurs d'ostéosarcome traitées à la chimiothérapie [1]. L'objectif du projet EMSAT est d'évaluer si ces paramètres issus de l’imagerie US peuvent servir d'indicateurs précoces de l'efficacité d'une thérapie. Notre approche vise à établir des corrélations robustes entre les signatures US et des analyses histologiques et moléculaires, afin de valider ces paramètres US comme biomarqueurs pour le suivi thérapeutique. Nous nous intéresserons pour cela à 2 techniques ultrasonore : une analyse spectrale et de statistique d’enveloppe pour la microstructure tissulaire et l’imagerie par localisation ultrasonore pour la microstructure vasculaire. Ce sujet de stage porte sur l’imagerie de la microstructure tissulaire.
La spectroscopie ultrasonore permet de remonter à des paramètres de la microstructure tissulaire, via l’étude spectrale du coefficient de rétrodiffusion [2]. 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). De la même manière, il est possible d’estimer des paramètres de la microstructure tissulaire via une approche problème inverse par l’étude des densités de probabilité des signaux ultrasonores rétrodiffusés. Un autre paramètre ultrasonore particulièrement important est le coefficient d’atténuation du tissu. En effet, celui-ci est nécessaire à l’estimation correcte du BSC. Une méthode d’estimation de l’atténuation a été mise en place lors d’un précédent stage (Figure 1). Des améliorations de cette technique pourront être mise en place lors de ce stage.
L’objectif de ce stage est de travailler sur la mise en place et la validation (in vitro) des paramètres de la microstructure tissulaire par statistique d’enveloppe. Ces paramètres pourront dans un second temps être évalués sur acquisitions sur un modèle murin d’ostéosarcome qui seront réalisées sur la plateforme d’imagerie du laboratoire (PILoT). En fonction de l’avancement du stage, un second objectif sera d’investiguer comment améliorer la méthode d’estimation de l’atténuation sur les acquisitions ultrasonores in vivo.
Le stage consistera en :
Un état de l’art des méthodes ultrasonores quantitatives (QUS) : statistiques d’enveloppe, atténuation et BSC.
La mise en place d’estimation de paramètres issus des statistiques d’enveloppe
La validation de ces paramètres via des acquisitions in vitro et des acquisitions ultrasonores sur modèle murin déjà réalisées
La participation aux acquisitions in vivo sur modèle d’ostéosarcome murin
L’amélioration de l’estimation de l’atténuation in vivo qui a été mise en place via l’utilisation de méthode de l’état de l’art.
Déroulement du stage et candidat : Ce stage sera réalisé au laboratoire CREATIS dans l’équipe Imagerie Ultrasonore ULTIM (Université Lyon 1, Villeurbanne). Le candidat aura une formation d'ingénieur ou équivalent, avec spécialisation signal, image et/ou acoustique. Des compétences en Matlab seront également nécessaires. Des expériences ou compétences dans le domaine médical seront appréciés. Des expérimentations sur souris sont prévues pendant ce stage (une campagne préliminaire pour la mise en place des séquences et post-traitement puis une campagne plus importante sur des souris traitées ou non avec une thérapie anti-angiogénique).
Encadrante : Pauline MULEKI SEYA (pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr).
Candidature : Envoyer CV, relevé de notes et lettre de motivation à pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr
[1] Malinet C, Mansilla C, Fajnorova I, Ducrot C, Rohfritsch A, Melodelima D, et al. Evaluation of Chemotherapy Response in Osteosarcoma Using Quantitative Ultrasound: A Pilot Study Relating Ultrasound Parameters to Molecular Response. IRBM 2025;46:100914. https://doi.org/10.1016/j.irbm.2025.100914.
[2] Oelze ML, Mamou J. Review of Quantitative Ultrasound: Envelope Statistics and Backscatter Coefficient Imaging and Contributions to Diagnostic Ultrasound. IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 2016;63:336–51. https://doi.org/10.1109/TUFFC.2015.2513958.