PICSEL - Imagerie avancée pour le biomédical et la biologie

Objectifs

L’imagerie du vivant regroupe l’ensemble des techniques utilisées pour l’acquisition et la restitution d’images à toutes les échelles du vivant, in vivo ou in vitro, pour des applications en biologie ou en médecine. Le but de l’imagerie est de créer une représentation visuelle de l’information que l’on cherche à étudier.

Dans ce contexte, les techniques optiques présentent l’intérêt d’être non invasives, non ionisantes (et donc non dangereuses pour le patient), elles utilisent également des instruments peu coûteux (par rapport à d’autres appareillages très lourds) et miniaturisables (endoscopes, fibres optiques…). Elles ont également l’intérêt d’utiliser les longueurs d’onde auxquelles notre œil est sensible et donc elles apportent un contraste proche que celui de l’œil (et permettent donc d’obtenir un résultat proche d’une biopsie.

Débouchés et perspectives d'emploi

Ingénieur opérant à l’interface des 2 thématiques, maitrisant les enjeux et les problématiques de la biologie et du médical, et ayant des compétences pointues dans les sciences et technologies de l’imagerie pour mener à bien des projets dans ce secteur : R&D, développement de nouveaux produits instrumentaux ou logiciels, …

Contenu

Problématiques médicales de l’imagerie

Enseignements réalisés par des médecins pour présenter le contexte médical, les problématiques et les besoins des médecins en termes d’imagerie ou de diagnostic.

Imagerie avancée pour le biomédical

L’imagerie pour le biomédical désigne les techniques qui ont pour but de sonder et d’observer les organes. Dans ce cadre, on peut aborder les notions physiques et les modélisations liées à l’interaction entre les tissus (diffusants et/ou absorbants) avec la lumière. L’objectif est ici de montrer comment à partir d’une mesure liée à l’interaction entre une onde et un tissu, on peut construire une image (modélisation, reconstruction…).

Imagerie avancée pour la biologie

On abordera ici les techniques d’imagerie haute résolution pour sonder et observer à l’échelle de la cellule ou en dessus. La microscopie optique est une technique très utilisée pour l’observation des mécanismes cellulaires. De nombreuses techniques ont été développées pour augmenter d’une part la sensibilité ou le contraste et d’autre part la résolution. L’objectif de cette UE est de présenter quelques-unes des techniques avancées utilisées en biophotonique (la microscopie de fluorescence qui fait partie des techniques de référence pour marquer des structures cellulaires précises et ainsi d’étudier des fonctions biologiques particulières, la microscopie non linéaire qui permet de générer de nouveaux contrastes…). On s’intéressera également aux nouveaux capteurs utilisées en biologie en particulier pour le diagnostic in-vitro (biopuces, systèmes lab on chip...).

Traitement des images

  • Tomographie : reconstruction d’images 3D à partir de projections 2D
  • Reconstruction par compressive sensing en imagerie : amélioration des résolutions spatiales et temporelles des acquisitions 3D (situation)
  • Recalage et fusion d’information pour l’imagerie multimodale
  • Classification : Deep learning

Equipe pédagogique :

  • Laetitia Abel Tibérini, Miguel Alonso, Salah Bourennane, Caroline Fossati, Gaëlle GeorgesFrédéric Lemarquis, Muriel Roche, Nicolas Sandeau, (…)
  • Responsable : Gaëlle Georges

Conférenciers / intervenants extérieurs :

  • Phasics, GE Healthcare Horiba medical...

 

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