Contexte
Les ultrasons focalisés permettent d'effectuer des traitements thérapeutiques ciblés dans le corps humain en utilisant des sources acoustiques extracorporelles. Leur potentiel a été démontré pour détruire des caillots sanguins susceptibles de se former dans le système vasculaire. Dans ce cas, les mécanismes de thrombolyse sont largement liés à la cavitation ultrasonore, dont la dynamique complexe reste un obstacle à l'élaboration d'un dispositif thérapeutique.
Un système permettant le contrôle temporel de l'activité de cavitation en régime pulsé a déjà été développé puis caractérisé in vitro. Ce dispositif utilise un transducteur focalisé pour générer le champ acoustique et un système de régulation permet d'atteindre un niveau de cavitation souhaité de manière très reproductible et avec une bonne stabilité temporelle. Il permet d'accéder aux activités de cavitation intermédiaires qui sont potentiellement les plus intéressantes pour les applications cliniques.
Le contrôle spatial doit maintenant être développé afin de mieux maitriser la zone effective d’activité. Actuellement, il est supposé que le maximum d’efficacité est au niveau de la tache focale du transducteur de puissance. Hors la position de la tache focale est fonction des tissus traversés et de plus cette tache focale se déplace au cours du traitement.
Nous proposons de faire un suivi temps réel par imagerie ultrasonore 3D de l’activité de cavitation. Dans la version finale, le transducteur d’imagerie ultrasonore sera inséré au centre du transducteur de thérapie. Trois actions peuvent être initialement prévues dans le cadre de ce travail de thèse.
1. Le transducteur d’imagerie étant constitué d’une matrice 2D de 256 éléments, il s’agit de définir les paramètres de cette matrice d’éléments en fonction des caractéristiques du champ ultrasonore qui sera simulé avec le logiciel CREANUIS. Une technique d’optimisation sera utilisée pour définir forme, dimensions et positionnement des éléments de la sonde en fonction des caractéristiques du faisceau ultrasonore permettant d’imager l’activité de cavitation.
2. Différentes techniques d’imagerie ultrasonore, synchronisées ou non avec le transducteur de thérapie, pourront être testées afin d’imager la cavitation ultrasonore et de la localiser au sein du thrombus. Cette imagerie ultrasonore permet de positionner le transducteur de thérapie, puis de contrôler la bonne destruction du caillot.
3. Dans le cadre de l’imagerie passive, une technique de formation d’image par écoute passive devra être proposée en 3D. Des approches adaptatives devront être envisagées afin de maximiser l’information de cavitation et minimiser celle provenant du bruit externe (transducteur de thérapie, bruit électronique, bruit expérimental).
Compétences requises
Le candidat (titulaire d’un Master Recherche ou d’un diplôme d’Ingénieur) devra posséder des compétences en traitement du signal et de l’image, traitement d’antenne, informatique ou génie électrique. Un complément de formation, en particulier lors de stage, en imagerie médicale ou techniques du génie Biologique et Médicale sera apprécié. Il répondra au critère de sélection de l’Ecole Doctorale MEGA (un minimum de mention Bien aux épreuves écrites du Master). Les compétences en ultrasons et échographie pourront être acquise dans le laboratoire lors de la première année en suivant les cours du Master Acoustique
Pour postuler, envoyer CV, lettre de motivation et les relevés de notes (même provisoires) du dernier diplôme obtenu et de celui en préparation à christian.cachard@creatis.univ-lyon1.fr et francois.varray@creatis.insa-lyon.fr