Stage de MASTER : Simulation multi-imagerie multi-spectrale

Contexte

L’imagerie photoacoustique permet de créer une onde acoustique ultrasonore dans un milieu biologique à partir d’une émission optique 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 différemment l’onde optique en fonction de sa longueur d’onde [Cox (2013)]. L’onde acoustique résultante s’en trouve alors modifiée. Un banc d’imagerie photoacoustique a été développé à Creatis avec un laser à longueur d’onde variable et un échographe de recherche. En travaillant en étroite collaboration avec les doctorants de l’équipe imagerie ultrasonore qui réalisent des expérimentations et en s’appuyant sur les outils de simulation déjà développés, le but de ce stage de Master est de réaliser la modélisation et la simulation des images photoacoustique [Huang (2013)].

 

But et déroulement du stage

Dans le cadre de ce stage, il sera demandé de modéliser et de simuler l’ensemble de la chaîne d’acquisition :

  • Excitation optique
  • Propagation optique
  • Emission acoustique
  • Propagation ultrasonore
  • Réception de l’onde acoustique

Différentes sources optiques et sondes ultrasonores seront envisagées, en se concentrant principalement sur les équipements présents à Creatis. Certaines parties de cette chaîne de simulation ont déjà été développées au laboratoire et devront être intégrée à l’ensemble. En fonction de l’avancement des travaux, différentes stratégies de programmation pourront être envisagée (utilisation d’un Cluster, grille de calcul, GPU, …)

 

Compétences requises

  • Modélisation et simulation numérique
  • Connaissances en programmation (Matlab / C / C++)
  • Des connaissances en physique seront appréciées

 

Contacts

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).

[Huang (2013)] Huang C., Wang K., Nie L., Wang L.V., Anastasio M., “Full-Wave Iterative Image Reconstructionin Photoacoustic Tomography WithAcoustically Inhomogeneous Media”, IEEE trans. on Medical Imaging, Vol. 32, N°. 6, June 2013