Stratégies pour évaluer des paramètres des diffuseurs ultrasonores pertinents

La spectroscopie ultrasonore permet de remonter à des paramètres de la microstructure tissulaire, via l’étude spectrale du coefficient de rétrodiffusion [1]. Des paramètres des diffuseurs (rayon, propriétés mécaniques, arrangement spatial des diffuseurs) peuvent ensuite en être évalués par une approche inverse en utilisant des modèles de diffusion ultrasonore.

Il est cependant souvent difficile de corréler directement les paramètres des diffuseurs avec des structures issues de l’histologie, et notamment des structures à l’échelle cellulaire (cellules, noyaux).

Ceci pourrait être dû à un modèle de diffusion inapproprié ou à la diffusion ultrasonore par plusieurs types de diffuseurs (noyaux et cellules). On a pu montrer que dans certains cas l’utilisation d’un modèle de diffusion adapté pour les milieux concentrés permettait de remonter à des paramètres des diffuseurs proches des noyaux dans le cas du foie et des cellules pour les tumeurs HT29 [2]. Dans le cas de certaines lignées cellulaires sous forme de biofantômes de cellules, une diffusion à la fois par les cellules et les noyaux est présumée [3]. L’utilisation de modèles permettant de remonter à deux types de diffuseurs permet de remonter à des paramètres des diffuseurs moyens plus proches des valeurs issues de l’histologie mais sans nécessairement diminuer le coefficient de variation de ces paramètres sur des biofantômes de cellules [4]. Une autre source d’erreur lors de l’estimation de ces paramètres des diffuseurs est dans la manière de résoudre le problème inverse. Notamment, la présence de minima locaux pourrait expliquer la grande variabilité des résultats.

L’objectif du stage sera d’investiguer des stratégies de traitement de l’inversion sur des données de biofantômes de cellules (données déjà acquises) en utilisant les modèles adaptés aux milieux concentrés et permettant de remonter à deux types de diffuseurs et d’évaluer leur impact sur les résultats moyens et leur coefficient de variation. En particulier, l’effet du bruit, l’évaluation sur une gamme de fréquences particulière, l’ajout de contraintes liées aux données, pourront être testés. Une étude des fonctions coûts pour mieux évaluer l’impact des minimas locaux pourra également être réalisée.

[1]          Oelze ML, Mamou J. IEEE T UFFC 2016;63:336–51. 

[2]          Muleki-Seya P, Guillermin R, Guglielmi J, Chen J, Pourcher T, Konofagou E, et al. I IEEE T UFFC 2016;63:1335–50. 

[3]          Muleki-Seya P, O’Brien WD. IEEE T UFFC 2022;69:637–49. 

[4]          Muleki-Seya P, Han A, O’Brien WD. 2022 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), 2022.

Déroulement du stage et candidat:

Ce stage sera réalisé au laboratoire CREATIS dans l’équipe Imagerie Ultrasonore (Université Lyon 1, Villeurbanne). Il sera encadré par P. Muleki Seya.

Des compétences en traitement du signal et problèmes inverse seront nécessaire ainsi que la connaissance de Matlab. Des compétences en imagerie ultrasonore seront appréciées.

Encadrement : 

Pauline MULEKI SEYA, pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr

Candidature : 

Envoyer un CV et une lettre de motivation à pauline.muleki-seya@creatis.insa-lyon.fr