Imagerie ultrasonore régularisée 4D du flux
Recrutement: 
Recrutement en cours/passé: 
Recrutement en cours
Periode: 
2021

Sujet de stage de Master

Imagerie ultrasonore régularisée 4D du flux

En situation clinique, l’imagerie ultrasonore (US) est la première modalité d’imagerie utilisée car elle permet, au chevet du patient, une première imagerie diagnostique. L’image US permet de visualiser les discontinuités acoustiques du milieu et donc divers organes du corps humain. Cette information anatomique et structurelle, malgré sa pertinence, n’est pas toujours suffisante. Divers modes d’imagerie fonctionelle en particulier des modes Doppler permettant de visualiser les flux sanguins ou les mouvements des tissus ont été développés pour compléter l’information anatomique. En parallèle de cette imagerie du flux, l’augmentation des capacités d’acquisition et le développement des sondes ultrasonores 3D, ouvrent de nouvelles perspectives d’imagerie du flux, non plus en 2D mais en 3D. Ainsi, de nouvelles méthodologies d’acquisition et de traitement du signal sont nécessaires afin de visualiser au cours du temps le flux sanguins 3D.

   

(a)

(b)

(c)

Illustration de la chaine de traitement avec (a) le système 3D multiplexé, (b) l’imagerie de Doppler de puissance 3D et (c) un exemple d’orientation du flux 3D.

 

Dans le cadre de travaux menés au laboratoire, une expertise a été acquise en imagerie du flux via la technique dite des oscillations transverses [1], [2]. Cette technique consiste à construire des images ultrasonores en imposant un motif/une texture dans celles-ci afin de faciliter la détection et le suivi des mouvements d’une image à une autre.

Afin d’améliorer l’estimation du flux en 3D et en s’inspirant de méthodes développées en 2D, le stagiaire devra formaliser le problème afin de créer, pour le même mouvement, différent motifs dans l’objectif de projeter la vitesse dans différents repères. Par la suite, il sera nécessaire de régulariser les estimations obtenues afin d’évaluer la vitesse finale. Typiquement, il faudra résoudre le problème suivant :

 

Le stagiaire aura ensuite pour tâche de comparer cette méthodologie à celles de la littérature [3], [4]. De même, une validation expérimentale devra être mise en œuvre. Pour cela, l’utilisation des systèmes Verasonics Vantage 256 sera nécessaire. Il sera alors possible de connecter sur celui-ci un sonde 3D multiplexée permettant de réaliser une imagerie ultrasonore 3D à haute cadence.

 

Les objectifs de ce stage sont les suivants

  • Formaliser et régulariser la stratégie d’estimation du flux par oscillations transverses 3D
  • Comparer cette méthode à la littérature
  • Valider l’approche sur des données en simulation et in vitro : stratégie de transmission/réception, utilisation d’un système Vantage multiplexé.

En fonction des résultats et suite à ces premiers travaux, une poursuite en thèse sera envisagée.

Profil/Compétences recherchées : Etudiant issu d’une grande école d’ingénieur (généraliste ou profil EEA) Traitement d’image et du signal, imagerie ultrasonore, mathématiques

Début et durée du stage : Février/mars 2021 pour une durée de 6 mois

 

Candidature 

Envoyer CV + lettre de motivation + relevés de notes M1/M2 ou école d’ingénieur à :

François Varray, maître de conférences, francois.varray@creatis.insa-lyon.fr

               

Références 

[1]       S. Salles, H. Liebgott, D. Garcia, et D. Vray, « Full 3-D transverse oscillations: a method for tissue motion estimation », IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control, vol. 62, no 8, p. 1473‑1485, août 2015, doi: 10.1109/TUFFC.2015.007050.

[2]       F. Varray, S. Salles, L. Petrusca, et H. Liebgott, « 3D+t Vector Flow Imaging with Transverse Oscillations and Doppler Estimator », in 2019 IEEE International Ultrasonics Symposium (IUS), oct. 2019, p. 344‑347, doi: 10.1109/ULTSYM.2019.8926165.

[3]       S. Rossi, A. Ramalli, F. Fool, et P. Tortoli, « High-Frame-Rate 3-D Vector Flow Imaging in the Frequency Domain », Appl. Sci., vol. 10, no 15, Art. no 15, janv. 2020, doi: 10.3390/app10155365.

[4]       M. Correia et al., « Quantitative imaging of coronary flows using 3D ultrafast Doppler coronary angiography », Phys. Med. Biol., vol. 65, no 10, p. 105013, juin 2020, doi: 10.1088/1361-6560/ab8d78.