Segmentation et suivi temporel multi-cavités par apprentissage profond en échocardiographie 2D

Équipe: MYRIAD = « Modeling & analysis for medical imaging and Diagnosis »

Supervision: Nicolas DUCHATEAU (MCU) - Olivier BERNARD (PU)
Collaboration avec l'Université de Sherbrooke, Canada: Pierre-Marc JODOIN (PU), Thierry JUDGE (doctorant)

Contexte: Les maladies cardiaques détériorent progressivement la forme et la déformation du muscle cardiaque (le myocarde) tout au long du cycle. Ces deux caractéristiques peuvent être évaluées à l'aide de modalités d'imagerie dynamique, telles que l'échocardiographie 2D, et des outils de quantification sont utilisés pour suivre le myocarde tout au long du cycle [AMZ-19]. Cependant, la segmentation et le suivi sont effectués indépendamment, alors qu'ils pourraient tirer profit l'un de l'autre. En outre, les analyses actuelles se concentrent principalement sur le ventricule gauche, ce qui entraîne une évaluation sous-optimale des interactions avec les autres cavités cardiaques telles que le ventricule droit et l'oreillette gauche, malgré leur importance dans plusieurs maladies (hypertension, cardiomyopathies dilatées, cœur asynchrone, etc.).

Nous avons développé des outils de segmentation et de suivi du niveau de l'état de l'art basés sur l'apprentissage profond et spécifiques à l'échocardiographie 2D et au ventricule gauche. La segmentation s'appuie sur l'apprentissage par renforcement pour généraliser les résultats de modèles de l'état de l'art tels que U-Net à des séquences d'images difficiles et non annotées [JUD-24]. Le suivi s'appuie sur l'estimation du flux optique basée sur l'apprentissage profond, entraînée sur des images synthétiques très réalistes avec un mouvement de speckle de référence [JUD-25], que nous obtenons à partir d'un modèle de simulation ultrasonore unique développé dans notre laboratoire (SIMUS).

Figure: Délineation des ventricules gauche et droit dans des vues 4-chambres, basée sur un outil de tracking. Adapté de [CIP-19].

Objectifs: Ce stage portera spécifiquement sur l'extension de la segmentation et du suivi :
- à d'autres cavités cardiaques (ventricule droit et oreillette gauche),
- afin d'effectuer simultanément la segmentation et le suivi,
- l'évaluation de ces méthodes étendues par rapport aux logiciels académiques et commerciaux existants.

Nous utiliserons les études échocardiographiques 2D existantes de nos collaborateurs cliniques, principalement des images à 2 et 4 cavités, issues d'une vaste base de données de patients présentant potentiellement des altérations de la forme et de la déformation du myocarde dues à une maladie.

Informations pratiques:

  • Lieu: campus de la DOUA, laboratoire CREATIS, Villeurbanne

  • Durée: 6 mois, début Février-Mars 2026

  • Sujet exploratoire qui peut être poursuivi par une thèse

Profil recherché:

  • Étudiant de M2 ou équivalent avec des compétences en maths appliquées et/ou informatique.

  • Bon niveau de programmation en Python

  • Bon niveau d'Anglais

  • Motivation pour travailler sur des applications médicales

Contact: Envoyer votre CV + lettre de motivation + relevés de notes à : nicolas.duchateau@creatis.insa-lyon.fr


 


 

Bibliography:


 

[AMZ-19] Amzulescu et al. Eur Heart J Cardiovasc Imaging. 2019;20:605-19.

[CIP-19] Cipani et al. Textbook of Echocardiography for Intensivists and Emergency Physicians, Springer. 2019;71-8.

[JUD-24] Judge et al. Proc. MICCAI, LNCS 2024;15009:235-44.

[JUD-25] Judge et al. Proc. IUS 2025.