Researcher (M/ F) Diffuse Optical Tomography in the SWIR

Informations générales

Intitulé de l'offre : Chercheur/Chercheuse Tomographie Optique Diffuse dans le SWIR (H/F)
Référence : UMR7249-ANASOA-006
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : MARSEILLE 13
Date de publication : lundi 16 septembre 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 18 mois
Date d'embauche prévue : 1 janvier 2025
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : selon expérience, entre 3081 et 4756 euros brut/mois.
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : 1 à 4 années
Section(s) CN : Sciences de l'information : traitements, systèmes intégrés matériel-logiciel, robots, commandes, images, contenus, interactions, signaux et langues

Missions

Nous proposons une offre de poste de chercheur/chercheuse (post-doc) sur une durée de 18 mois (financement ANR) dans le domaine de la modélisation et du traitement d’image pour l’imagerie biomédicale optique. Les travaux se dérouleront à l’Institut Fresnel à Marseille, au sein de l’équipe DiMABio, dans le cadre d’une collaboration avec la plateforme Optimal de l’Institut pour l’Avancée des Biosciences (IAB) à Grenoble (https:///Plateformes/imagerie-optique-petit-animal-optimal), et la société Kaer Labs à Nantes (/), pour le développement d’un système de tomographie de fluorescence dans la seconde fenêtre biologique NIR II (900-1700 nm). La mission du candidat sera de développer des algorithmes de reconstruction 3D pour la localisation de sources de fluorescence détectables in vivo dans des modèles murins.

Activités

L’imagerie biomédicale optique est une technique d’imagerie non-conventionnelle, en plein essor. La tomographie optique diffuse de fluorescence (FDOT pour Fluorescence Diffuse Optical Tomography) est une technique d’imagerie non-invasive capable de détecter et de quantifier des sources fluorescentes localisées dans des organes profonds dans des organismes vivants (rongeurs). La technique conventionnelle FDOT utilise le rayonnement non ionisant dans la gamme spectrale allant du visible au proche infrarouge (600-900 nm, NIR I), dans laquelle les tissus biologiques sont relativement peu absorbants mais fortement diffusants. Dans le cadre de ce projet, nous souhaitons explorer la deuxième fenêtre thérapeutique dite NIR II (de 900 nm à 1700 nm), où les tissus biologiques sont fortement absorbants, principalement du fait de la forte teneur en eau, mais présentent des coefficients de diffusion plus faibles que dans le domaine visible ou le NIR I, ce qui laisse espérer des images de meilleures résolutions, tout en accédant à des profondeurs de pénétration compatibles avec les dimensions des petits rongeurs (1 à 2 cm).

Plus précisément, le projet porte sur le développement d’un algorithme de reconstruction exploitant les images de fluorescence issues d’un système d’imagerie de fluorescence pour le petit animal dans la gamme spectrale dite “NIR-II” (1000 à 1700 nm). Cet algorithme doit : i) s’appuyer sur la résolution numérique d’un modèle de propagation de la lumière apte à prendre en compte les forts niveaux d’absorption et de diffusion des tissus biologiques à ces longueurs d’ondes (Equation de Transfert Radiatif); ii) prendre en compte les caractéristiques techniques instrumentales (géométrie d’acquisition, type de capteur et de source, filtre de fluorescence…). Le candidat pourra s’appuyer sur des travaux préliminaires et des outils numériques déjà implémentés (travaux démarrés depuis deux ans), ainsi que sur l’expertise et les infrastructures des équipes.
L’algorithme développé sera ensuite mis en œuvre pour la détection de nouveaux agents de contraste organiques (dérivées de cyanine) et inorganiques (nanoclusters d’or) possédant des fonctions de ciblage de motifs spécifiques du cancer. Le comportement biologique in vivo de ces agents de contraste sera évalué après administration chez la souris. Dans un premier temps leur biodistribution in vivo sera évaluée chez des souris saines puis leur capacité de ciblage tumoral sera évaluée dans des modèles murins de cancer.
Le déroulé des travaux comprendra ainsi les 3 phases suivantes :
-Extension des outils numériques (résolution des problèmes direct et inverse) pour l’exploitation des signaux multi-dimensionnels (imagerie multi/hyperspectrale), et l’optimisation (co-conception) des chaînes de mesures (paramètres liés à l’instrumentation) et de reconstruction (régularisation, choix des hyperparamètres), avec utilisation des outils d’intelligence artificielle à divers degrés.
-Validation expérimentale sur fantômes pour démonstration du gain des méthodes développées.
-Exploitation des données précliniques (divers types d’agents de contraste pour ciblage de divers organes/cancers) dans le cadre des études conduites par les chercheurs de l’IAB.

Compétences

-Titulaire d’un doctorat en mathématiques appliquées, physique, informatique, traitement d’image ou domaine assimilé.
-Compétences en calcul scientifique (analyse numérique pour les EDP, optimisation, algorithmie, deep learning et HPC), le traitement du signal et des images.
-La connaissance des modèles physiques serait un plus.
-Langages de programmation : Python, C/C++, MATLAB, CUDA (ou openCL). La connaissance de l'OS linux et de la bibliothèque VTK serait un plus.
-Autonomie
-Travail en équipe
-Bon niveau en Anglais

Contexte de travail

Les travaux seront réalisés à l'Institut Fresnel à Marseille (/wp/), dans l'équipe DiMABio dont les travaux portent sur le développement de méthodes optiques pour le diagnostic et l'imagerie biomédicale. Le/la candidat/e recruté/e viendra compléter une équipe de recherche sur ce projet constituée de cinq permanents et d'un doctorant.

Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.