Description du sujet de thèse

L'histologie est couramment pratiquée dans les hôpitaux et consiste à prélever un petit échantillon de tissu (biopsie) qui est ensuite découpé et coloré pour être finalement observé par un spécialiste, lui permettant d'établir un diagnostic sur sa nature cancéreuse. Ce processus est long (1h-24h) et empêche une prise en charge optimale des patients pendant une intervention chirurgicale ou une exploration endoscopique. Ce projet de recherche en doctorat vise à développer une technologie optique complètement nouvelle permettant une imagerie histologique tridimensionnelle instantanée des biopsies, sans recours à un marquage ou à une préparation préalable.

L'approche proposée utilise l'imagerie cohérente Raman à large champ, avec une illumination aléatoire par des champs de speckle, afin de reconstruire en 3D une image en coupes z des liaisons chimiques présentes dans l'échantillon, sans aucun marquage ni préparation. Cette méthode combine étroitement les innovations technologiques les plus récentes en matière de lasers, de microscopie et de détection optique à faible bruit avec des méthodes avancées de reconstruction numérique.

Le programme de doctorat étudiera également la résilience de l'illumination et de l'imagerie par speckle face à la diffusion. On s'attend à ce que les statistiques des speckles restent inchangées dans les milieux diffusants, ce qui garantira que l'excitation multiphotonique sera efficace en profondeur, bien que le système d'imagerie de détection reste affecté par la diffusion. Nous examinerons si l'utilisation d'une caméra de phase plutôt qu'une caméra d'amplitude peut améliorer le chemin de détection pour l'imagerie. Ces développements devraient permettre de réaliser une histologie virtuelle en 3D sur des échantillons de tissus plus épais.

Contexte de travail

Le candidat devra avoir des compétences et un fort intérêt dans les domaines suivants :
- Photonique
- Optique expérimentale et optoélectronique
- Lasers et physique des lasers
- Méthodes computationnelles pour résoudre des problèmes inverses
- Biophotonique
- Imagerie médicale

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

Le travail se déroulera dans des salles d'optiques utilisant des lasers de fortes puissances, un risque lié aux radiation lumineuse est présent.