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Annonce

11 mars 2021

Offre de these : Microscopie Holographique, Biomedical, Image/Optique


Catégorie : Doctorant


Offre de thèse : conception Optique/Image d'un microscopie pour la microbiologie

 

Offre de thèse

Co-conception de dispositifs de microscopie holographique pour la détection et la caractérisation microbiologique rapide de pathogènes

 

Lieu : Laboratoire Hubert Curien (UMR CNRS 5516, IOGS, Saint-Etienne).

 

Présentation du sujet

La microscopie optique traditionnelle, avec colorations des échantillons, reste une méthode de référence dans le diagnostique médical, comme dans le cas de l’analyse de Gram des bactéries, par exemple. Toutefois, ces méthodes requièrent les compétences d’un microbiologiste expert. Or, les méthodes d’analyse biologiques demandent de plus en plus de caractérisations automatiques, rapides et simples pour permettre des analyses à haut débit de grandes quantités de données. Parallèlement, les méthodes de microscopie optiques, tout comme les méthodes de traitement d’image se sont considérablement développées et enrichies depuis plusieurs décennies permettant des avancées en recherche biomédicale.

Dans ce contexte, les approches d’imagerie holographiques (bas coûts et automatisables) sont compatibles avec l’extraction rapide d’information sur des échantillons in vivo et ainsi capables d’analyser l’évolution temporelle d’échantillons dont le milieu d’immersion serait modifié, par exemple, par des antibiotiques. Le challenge sera ici principalement de co-concevoir et optimiser un dispositif d’imagerie et des algorithmes permettant un suivi d’échantillons biologiques en amplitude et en phase (cf Fig. 7-10 de [2]) et en temps réel. Pour cela, on exploitera la complémentarité des informations contenues dans des séquences d’hologrammes temporelles et multi-longueur d’ondes.

À partir de ressources déjà développées au laboratoire (matérielles et numériques) et en se basant sur notre expérience et nos collaborations actuelles avec les biologistes, ce travail va nécessiter l’optimisation du montage conjointement aux reconstructions numériques. Une attention particulière sera portée sur les autocalibrations ou corrections de modèle pour améliorer la métrologie et la robustesse de nos approches numériques. Enfin, des approches de Deep Learning seront mises en œuvre pour l’analyse et la classification de données.

 

Références bibliographiques

[1] N. Pavillon, J. Kühn, C. Moratal, P. Jourdain, C. Depeursinge, P.J. Magistretti, and P. Marquet. Early cell death detection with digital holographic microscopy. PloS One, 7(1) :e30912, 2012.

[2] F Jolivet, F Momey, L Denis, L Méès, N Faure, … C. Fournier. Regularized reconstruction of absorbing and phase objects from a single in-line hologram, application to fluid mechanics and micro-biology. Optics Express, 2018.

[3] A. Berdeu, O. Flasseur, L. Méès, L. Denis, F. Momey, T. Olivier, & C. Fournier. Reconstruction of in-line holograms: combining model-based and regularized inversion. Optics Express, 27(10), 2019.

 

Cadre de la thèse

Cette thèse est financée par l’Ecole Doctorale Sciences Ingénierie Santé (EDSIS). Elle entre dans le cadre du LABEX PRIMES (Physique, Radiobiologie, Imagerie Médicale et Simulation). L’équipe d’accueil collabore sur ce sujet de recherche avec l’IRT (Institut de recherche et Technologique) BIOASTER (Lyon), le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique LMFA (Ecole Centrale de Lyon), l’entreprise bioMérieux. Tous ces collaborateurs ont des domaines d’expertises très complémentaires qui enrichiront la thèse.

Profil du candidat

Le/la candidat.e devra avoir un Master 2 en traitement du signal-image et/ou en optique. Il/elle peut également avoir suivi une spécialisation dans une de ces disciplines en école d’ingénieur. Une maîtrise des bases des mathématiques appliquées, et du traitement du signal/image ainsi que des connaissances de base en physique/optique sont attendues (interférences, diffraction ...).

Matlab sera utilisé pour la programmation. Des capacités d’écoute, de travail en équipe et une curiosité intellectuelle seront des qualités primordiales dans ce contexte multidisciplinaire. De bonnes capacités rédactionnelles en anglais et en français seront également nécessaires. Cette thèse donnera lieu à des participations à des congrès internationaux ainsi qu’à des publications dans des journaux internationaux avec comité de lecture.

Informations administratives, contacts

Durée : 3 ans

Début du contrat : octobre 2021 (avec possibilité de commencer plus tôt sous contrat d’ingénieur)

Procédure de recrutement : mars - début mai.

Salaire : 2040€ brut/mois soit 1630€ net/mois (ceci comprend 64h d’enseignement par an : travaux dirigés en école d’ingénieur).

Encadrement / contacts :




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