Thèse (H/F) en méthodes de spectro-imagerie multimodalités et d’apprentissage automatique pour la caractérisation bio-optique des cancers de la peau
il y a 4 semaines
Informations générales
Intitulé de l'offre : Thèse (H/F) en méthodes de spectro-imagerie multimodalités et d’apprentissage automatique pour la caractérisation bio-optique des cancers de la peau
Référence : UMR7039-WALBLO-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : VANDOEUVRE LES NANCY
Date de publication : mardi 7 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Sciences de l'information : traitements, systèmes intégrés matériel-logiciel, robots, commandes, images, contenus, interactions, signaux et langues
Description du sujet de thèse
Les cancers de la peau sont la forme la plus fréquente de cancers chez l’être humain. Parmi eux, les mélanomes et les carcinomes présentent respectivement le plus mauvais pronostic (forte mortalité) et la plus forte morbidité. Les principaux facteurs qui peuvent améliorer le pronostic sont la détection précoce et l’élimination complète des tissus cancéreux. La procédure standard de diagnostic clinique consiste à examiner visuellement la surface de la peau (parfois à l’aide d’un dermoscope) et, dans le cas de suspicion d’une lésion cancéreuse, à réaliser une biopsie chirurgicale permettant ensuite une analyse et une classification histopathologique validant ou non la suspicion de cancer. Mais cette procédure présente de multiples inconvénients : elle est invasive (douloureuse et traumatisante), longue et coûteuse (elle implique a minima 4 médecins) et présente une faible précision diagnostique : 60% des biopsies cutanées se révèlent bénignes et 20% des cancers cutanés, dont 2/3 de carcinomes, ne sont pas diagnostiqués. Le traitement chirurgical du site tumoral, et en particulier la délimitation peropératoire de marges de résection saines, doit également être optimisé car dans 1/4 des cas, le cancer n’est pas complètement enlevé impliquant une reprise chirurgicale ou une récidive du cancer si le patient n’est pas traité.
Face à ces enjeux médico-économiques, les méthodes de spectro-imagerie optiques font l’objet de nombreux travaux de recherche compte-tenu de leur potentiel de détection précoce et de caractérisation non invasive, in vivo et en temps réel des cancers cutanés. L’intérêt de ces méthodes dite de « biopsie optique » réside dans leur sensibilité aux modifications des propriétés optiques de la peau aux échelles tissulaire, cellulaire et subcellulaire directement liées aux modifications morphologiques et métaboliques pathologiques, au cours du développement cancéreux. Dans ce domaine, ce sont les approches multimodales qui fournissent les meilleures performances de classification diagnostique car elles permettent de combiner les points forts complémentaires de différentes méthodes optiques (imagerie et/ou spectroscopie).
Le défi du sujet de thèse proposé est, par une approche interdisciplinaire multi-échelles et en couplant pour la première fois les informations issues de quatre modalités de spectroscopie optique (réflectance diffuse DRS, autofluorescence AFS, Raman RS et Infrarouge IRS), de faire le lien entre les caractéristiques biophotoniques (signatures spectrales, paramètres optiques) des échantillons de peau saine et pathologique (i) à l’échelle macroscopique in vivo (DRS at AFS) et (ii) à l’échelle microscopique ex vivo (cartographies AFS, RS et IRS), afin d’identifier de nouvelles combinaisons de marqueurs bio-optiques discriminants pour résoudre plus efficacement le problème du diagnostic in vivo des cancers cutanés.
Au sein du CRAN, l'étudiant (H/F) sera en charge (i) de la préparation des échantillons biologiques . récupération des blocs de tissus et préparation des lames (matériaux, épaisseurs des coupes, coloration…), (ii) de l' étude expérimentale des propriétés optiques macroscopiques (absorption, diffusion) sur lames et (iii) du traitement des données tels que : l'analyse et le démélange des spectres in vivo à l’aide des spectres in vitro, la classification supervisée en fusionnant toutes les modalités et la modélisation (simulations numériques, estimation des propriétés optiques).
Au sein de l'IJL, l'étudiant (H/F) sera en charge (i) des études expérimentales de cartographies de fluorescence endogène et Raman sur lames sans coloration et de cartographie IR (THZ, Brillouin) sur lames avec et sans coloration et (ii) du traitement et analyse des données tels que : la correction des spectres Raman et la segmentation des cartographies de fluorescence, Raman, THz et Brillouin.
Contexte de travail
Le financement de la thèse est associé au projet SpectroSkin, lauréat de l'AAP 80PRIME 2024.
Ce projet associe les compétences et domaines d’expertises complémentaires des chercheurs et chercheuses de 2 Unités Mixte de Recherche communes à l'Université de Lorraine (UL) et au CNRS : le CRAN UMR 7039 UL-CNRS (Institut des Sciences Informatiques) et l'Institut Jean Lamour IJL UMR 7198 UL-CNRS (Institut de Chimie).
La personne recrutée intégrera le projet Photodiagnostic du département BioSIS du CRAN et l'équipe Nanomatériaux pour l’optoélectronique de l'IJL, spécialisées dans la caractérisation optique de matériaux vivants et inertes respectivement, à l’aide de différentes méthodes d’imagerie multi-spectrales et multi-échelles.
Ce projet s’inscrit dans les dynamiques locale et régionale actuelles de structuration de réseaux interdisciplinaires (Programmes Interdisciplinaires de l’I-SITE Lorraine Université d’Excellence et Institut de Photonique Grand Est) dans lesquelles le CRAN et l’IJL sont engagés.
L'étudiant recruté (H/F) travaillera en collaboration avec les équipes du CRAN et de l'IJL, ainsi qu'en interaction avec leurs partenaires . CHR Metz-Thionville, GeorgiaTech Institut et CHU Nancy.
Le projet s’appuie sur les ressources (en équipements et personnels) de la plateforme PhotoVivo du CRAN et du centre de compétences Optique-Lasers de l’IJL.
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.
Contraintes et risques
Gestion des risques LASER, photobiologiques et biologiques.
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