Les séminaires sont organisés dans le but de promouvoir l'interaction entre les différents laboratoires de l'ESPCI ayant des activités de recherche médicale et les médecins. Ces séminaires ont lieu le dernier mardi de chaque mois à 18h à la bibliothèque du LOA (Sauf exception).

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Pour toute information concernant les séminaires de l'équipe EPOM, contactez Jean-Luc Gennisson .

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Séminaires à venir:

 

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Séminaires passés:

 

Mardi 16 Décembre 2008, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Vincent SERVOIS : " Un nouveau vecteur activé par ultrasons."

 

Mercredi 24 Septembre 2008, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Emmanuel BOSSY : " Détection optique d'une onde de cisaillement générée par pression de radiation."

 

Mardi 10 Juin 2008, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Thomas DEFFIEUX : " Caractérisation des propriétés viscoélastiques du muscle par élastographie ultrasonore."

Le muscle est un organe qui possède des propriétés visco-élastiques surprenantes. Les techniques mises au point au laboratoire ondes et acoustique permettent de mettre à jour et de quantifier certaines de ces propriétés:  modification de l'élasticité avec la contraction musculaire, anisotropie de ces propriétés viscoélastiques et surtout production de mouvement. Les techniques proposées de quantification des propriétés viscoélastiques et d'imagerie ultrarapide offrent une nouvelle approche d'étude in vivo du système 'muscle' dans l'approximation des faibles mouvements.

 

Jeudi 17 Avril 2008, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Quentin GRIMAL : " Approches multi-échelles pour la caractérisation ultrasonore de l'os compact."

 

La mesure des propriétés osseuses est un élément clé pour le développement de nombreuses applications dans les domaines de l’orthopédie et du traitement des pathologies de la fragilité osseuse. La perte de qualité biomécanique est multi-factorielle et se manifeste à plusieurs échelles. Ainsi, le degré de minéralisation, les propriétés des fibres de collagène et leur organisation, comme la porosité à l’échelle de la centaine de microns ont un impact sur la résistance de l’os. A l’échelle macroscopique, l’épaisseur de la couche d’os cortical est également un facteur déterminant pour la résistance.
Les ultrasons ont l’avantage d’être sensibles à plusieurs facteurs de la résistance. En particulier les techniques de transmission axiale sont sensibles à la fois à l’élasticité anisotrope de l’os compact et à son épaisseur. La présentation sera l’occasion de présenter une approche développée au Laboratoire d’Imagerie Paramétrique. D’une part, il s’agit de formuler des modèles de l’os décrit comme un matériau composite, à l’aide de techniques d’homogénéisation mécanique. D'autre part, ces modèles du matériau os sont utilisés dans des simulations numériques de la réponse élasto-acoustique des structures osseuses. Les modèles numériques des expériences in vivo et des tissus sont enfin utilisés pour résoudre des problèmes inverses de caractérisation de l'os.

 

Mardi 29 Mai 2007, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Denis BARRITHAULT : " La thérapie matricielle, nouvelle perspective pour la médecine régénérative."

La matrice extracellulaire joue un rôle central dans la régulation du renouvellement des cellules nécessaires à la vie d'un tissu ou d'un organe. La destruction de cette matrice lors de lésion de toutes natures ou de pathologies chroniques perturbe ce mécanisme et le renouvellement cellulaire est de moins bonne qualité, les cellules d'origine étant souvent remplacées par des cellules moins spécialisées. Il en résulte une fibrose et une altération fonctionnelle des tissus. Notre technologie vise à remplacer les Glycosaminoglycannes détruits sur le site lésionnel par des bio-polymères de synthèse conçus pour protéger les facteurs de croissances et cytokines stockés naturellement dans la matrice. Nous obtenons une restauration de la qualité et de la fonction du tissu allant parfois jusqu’à une réelle régénération sans trace cicatricielle. Ces bio-polymères nommés RGTA pour agents de régénération tissulaire et leurs effets ont été décrits dans une soixantaine de publications* au fil des 10 dernières années. Aujourd'hui les RGTA sont développés comme agents thérapeutiques par la société OTR3 et évalués dans plusieurs essais cliniques.

OTR3 a également entrepris une étude sur le traitement des tendinites et des lésions articulaires chez les chevaux de course. Plus d’information sur la technologie et la société sont accessibles sur le web : OTR3.com (news, magazine de la santé) et Pubmed (barritault d).

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Mardi 24 Avril 2007, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Alexandra ATHANASIOU : "Imagerie mammaire: "Gold Standard" et nouveauté"

Le cancer du sein est le plus fréquent des cancers de la femme dans les pays industrialisés. Depuis les études prospectives et randomisées, il est bien établi que la mammographie est la meilleure modalité de dépistage des cancers du sein infracliniques. Si la mammographie est une méthode très sensible dans le diagnostic du cancer du sein, sa spécificité varie en fonction de l'image détectée. L’échographie représente une technique complémentaire pour analyser davantage les lésions palpables ou non-palpables et elle est indispensable pour différencier les lésions kystiques de lésions solides.

Si certaines images radiologiques (opacité spiculée, opacité bien limitée kystique en échographie, foyer de microcalcifications de type 1 ou 5) sont associées dans plus de 95 % des cas à une pathologie maligne ou bénigne, la plupart pose cependant un problème diagnostique. À l'heure actuelle, les lésions suspectes nécessitent une vérification histologique et /ou exérèse chirurgicale après repérage radiologique ou échographique. L'incidence élevée du cancer du sein, la faible spécificité des anomalies radiologiques ainsi que le coût des biopsies chirurgicales sont un problème majeur de santé publique.

Depuis quelques années se développent de nouvelles méthodes diagnostiques afin de réduire le nombre des vérifications chirurgicales et donc de diminuer les coûts induits par les campagnes de dépistage. L'imagerie par résonance magnétique (IRM) a démontré sa valeur diagnostique dans le diagnostic des cancers du sein palpables, et plus récemment non palpables. Les produits de contraste à l’échographie peuvent être utilisés afin de mieux évaluer la vascularisation intralésionnelle, le but étant d’améliorer la spécificité de l’échographie. L’élastosonographie apparaît également comme une technique échographique complémentaire utile dans la caractérisation de nodules mammaires en améliorant la spécificité de l’imagerie en mode B. Ceci devrait permettre de diminuer le nombre de suivis rapprochés et de prélèvements bénins pour des lésions d’allure peu suspecte.

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Jeudi 29 Mars 2007, 11h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Ronald ROY : "Cavitation Phenomena in HIFU Fields:  Nano-particle Nucleation, Accelerated Heating, and Noise Diagnostics, Ronald A Roy¹, Tianming Wu², and Caleb H. Farny³"

Boston University, Dept. of Aerospace and Mechanical Engineering, Boston, MA USA

It is known that the presence of bubbles can accelerate HIFU heating, often at the expense of lesion shape and targeting.  The beneficial aspects of cavitation can be more safely and effectively exploited if one can induce cavitation at lower pressure amplitudes and employ both active and passive sensing the monitor bubble activity in real time.  In this 2-part presentation, we report on recent research activity at Boston University that has focused on (a) understanding the link between bubble activity, cavitation noise and accelerated heating, and (b) developing new techniques for microbubble nucleation using the synergistic interaction of light, sound, and absorbing nano-particles.  [Work supported by the U.S. Dept. of the Army (award No. DAMD17-02-2-0014) and the Center for Subsurface Sensing and Imaging Systems (NSF ERC Award No. EEC-9986821).]

¹Currently serving as the George Eastman Visiting Professor, The University of Oxford, Oxford, UK

²Current Address: Department of Radiation Oncology, University of Chicago Medical Center, Chicago IL 60657  USA

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Jeudi 1 Février 2007, 13h30, Laboratoire Ondes et Acoustique

Chris de KORTE : "Applications of Ultrasound in Cardio-vascular Imaging"

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Mardi 19 Décembre 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Benoît DUBERTRET : "Nanoparticule de semiconducteur comme sonde fluorescente pour l'imagerie in vivo : un état des lieux"

Les nanoparticules de semiconducteurs (appelées quantum dots ou QD) ont des propriétés optiques uniques qui les rendent très attractives pour des applications d'imagerie de fluorescence. Nous rappelerons rapidement les propriétés physico-chimiques de ces nanoparticules, puis nous ferons un état des lieux de leur utilisation et de leur potentiel comme sonde fluorescente pour l'imagerie in vivo.

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Mardi 31 Octobre 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Gérard FRIEDLANDER : "Myopathies et Electromyographie"

 

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Mardi 26 Septembre 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Marie MULLER : " Caractérisation ultrasonore de l’os cortical. Evaluation du micro endommagement osseux par une méthode d’acoustique non linéaire : études in vitro "

Les techniques ultrasonores d’évaluation de la qualité osseuse sont envisagées en complément des techniques existantes, basées sur des méthodes d’absorptiométrie des rayons X. Elles permettent un accès à des propriétés de l’os autres que celles liées à la densité et à la quantité d’os qui sont mesurées par les techniques d’absorptiométrie. La mesure de vitesses de propagation par transmission axiale (le long de l’axe de l’os), reflète en principe différentes propriétés osseuses selon la fréquence utilisée. Nous avons comparé in vitro trois techniques de transmission axiale pour l’évaluation de l’os cortical. Le but de ce travail était, non seulement d’évaluer la capacité des paramètres ultrasonores à décrire les paramètres mécaniques (mesurés par essais mécaniques en compression), mais aussi de déterminer si les paramètres ultrasonores pouvaient apporter une information sur les paramètres mécaniques supplémentaire par rapport à celle fournie par les mesures d’absorptiométrie, actuellement utilisées en clinique.

l ressort de ces travaux, que les paramètres ultrasonores mesurés par les techniques de transmission axiale s’imposent difficilement devant les paramètres mesurés par les techniques d’absorptiométrie. Mais d’autres paramètres structurels de l’os, tels que le micro endommagement, ont été reconnus comme des paramètres qui, bien qu’indépendants de la densité et de la géométrie, influencent la résistance osseuse. On assiste à une évolution du paradigme dans la recherche pour l’amélioration de l’évaluation de la qualité osseuse, dans lequel le paramètre micro endommagement, est aujourd’hui considéré comme primordial. Les techniques d’absorptiométrie, offrant des résolutions spatiales trop faibles, ne permettent pas la mesure du micro endommagement. Les techniques d’acoustique non linéaire ont en revanche déjà fait leurs preuves dans d’autres domaines pour la mesure de l’endommagement des matériaux. Nous les avons appliquées à l’évaluation du micro endommagement osseux et avons montré la sensibilité d’un paramètre non linéaire à l’endommagement progressivement accumulé dans l’os.

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Mardi 20 Juin 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Amir H. GANDJBAKHCHE: "MODELING OF TUMOR INDUCED ANGIOGENESIS"

 

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Mardi 6 Juin 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Alexandra ATHANASIOU: "DYNAMIC OPTICAL BREAST IMAGING: AN INNOVATIVE METHOD FOR DETECTING AND CHARACTERIZING BREASTS VESSELS IN WOMEN PRESENTING BIRADS 4-5 IMAGING FINDINGS"

&

Anne TARDIVON: "ELASTOGRAPHIE DES LESIONS DU SEIN SUR UN APPAREIL COMMERCIAL"

PURPOSE

To evaluate a new modality for imaging breast vessels through detection of methemoglobine by infrared photoluminescence diodes in patients scheduled for core or surgical biopsy.

METHOD AND MATERIALS

72 consecutive patients (age 41-72) presenting BI-RADS 4 (n=40) or 5 (n=32) lesions depicted by routine mammography and/or ultrasonography were studied. DOBI scans were performed immediately before the core biopsy or the preoperative wire-hook location. Breast was positioned in craniocaudal view and soft pressure was applied. 45 light acquisitions in an entirely dark environment lasted 70 seconds. The evaluated parameters included early "blush", corresponding to rapid blood inflow-outflow in the region of interest, the total number of abnormal pixels calculated and the type of dynamic time-dependent curves. Correlation to pathology was obtained in all cases.

RESULTS

41 optical acquisition scans were considered as positive in 23 BI-RADS 4 and 18 BI-RADS 5 cases. All BI-RADS 5 cases proved to be infiltrating ductal carcinomas, whereas 12 BI-RADS 4 cases corresponded to malignant lesions. The remaining 11 positive BI-RADS 4 cases were due to fibrocystic disease, ductal or lobular hyperplasia with or without atypia and radial scars. The "blush" was always larger than the real tumor size. 31 scans were negative in 17 BI-RADS 4 and 14 BI-RADS 5 cases. BI-RADS 5 cases corresponded to 6 purely intraductal and 7 small size (<5mm) infiltrating tumors. The last BI-RADS 5 was a false positive for mammography as well as DOBI corresponding to sclerosing adenosis on specimen. Histology in BI-RADS 4-DOBI negative patients revealed 11 benign and 6 malignant lesions, the latter corresponding to small DCIS.

CONCLUSION

Infrared optical breast imaging is an innovative, well-tolerated, non-ionizing method that could provide useful information regarding malignant and benign breast lesions vascularization.

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Mardi 25 Avril 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Vincent SERVOIS: "IMAGERIE MEDICALE EN ONCOLOGIE: ETAT ACTUEL ET PERSPECTIVES"

L’imagerie médicale a subit d’importantes évolutions technologiques ces dix dernières années. La mammographie numérique, les scanners multidétecteurs et l’utilisation en routine du PET-scan en sont quelques exemples. Pour l’imagerie en coupe (scanner et IRM), tous les efforts ont porté sur l’amélioration de la résolution spatiale sans pénaliser la résolution temporelle. La résolution en contraste reste une caractéristique propre de la méthode employée et des tissus examinés. L’objectif numéro un de l’imagerie reste la détection des lésions (sensibilité) et leur caractérisation (spécificité). L’utilisation de critères morphologiques pour différencier lésion bénigne/maligne est souvent insuffisante. Ceci impose fréquemment la confrontation de plusieurs méthodes d’imagerie (imagerie multimodalités) et l’utilisation de produits de contraste (PDC) pour rehausser la différence de contraste ou/et apprécier une dynamique de rehaussement. Les méthodes regroupées sous le terme générique « d’imagerie fonctionnelle » constituent une étape supplémentaire permettant une approche semi-quantitative ou quantitative de paramètres décrivant des propriétés physio-pathologiques (ex. vascularisation) , physico-chimiques (ex. spectro-IRM) ou biologique (ex. PET).

L’objectif numéro deux de l’imagerie , particulièrement en oncologie, est d’apprécier l’efficacité des traitements. Là encore, l’imagerie morphologique est souvent insuffisante et l’imagerie fonctionnelle tient une place prépondérante. Il existe néanmoins un vaste champ d’investigation pour déterminer les paramètres ou les groupes de paramètres (imagerie multiparamétriques) les plus pertinents en fonction des agents thérapeutiques mis en œuvre (ex. agents anti-angiogéniques, immunothérapie….). En marge de cet objectif, l’imagerie est également utilisée pour appliquer des thérapeutiques loco-régionales (ex. radiothérapie, radiofréquence, US focalisés…) . Dans ce contexte, les exigences portent principalement sur la véracité des images réalisées vis à vis de la réalité anatomo-pathologique et sur la précision et le contrôle in vivo des méthodes thérapeutiques employées.

Cet exposé, en illustrant certains des aspects évoqués plus haut et nos insuffisances actuelles, mettra en perspective les demandes des médecins pour améliorer leurs méthodes diagnostiques et thérapeutiques en collaboration avec les équipes de recherche.

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Mardi 28 Février 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Claude BOCCARA: "UNE REVUE DES METHODES D'IMAGERIE OPTIQUE DES TISSUS BIOLOGIQUES ET APPLICATIONS EN CANCEROLOGIE"

Les tissus biologiques possèdent une fenêtre spectrale de transparence dans le proche infrarouge. La difficulté pour l’imagerie vient du fait que les tissus sont des milieux fortement diffusants pour les photons.

Le régime balistique est idéal pour l’imagerie, la résolution est de l’ordre de la longueur d’onde utilisée, cependant la profondeur de pénétration se situe entre quelques centaines de microns et 1 à 2 mm dans les tissus biologiques selon les moyens utilisés pour isoler les photons balistiques. Les méthodes sont en général basées sur la conservation de la cohérence spatiale et/ou temporelle: microscopie confocale, interférométrie à faible longueur de cohérence (OCT ou Optical Coherence Tomography), holographie et techniques non linéaires basées par exemple sur la génération d’harmoniques ou l’absorption multiphotonique. Nous décrirons quelques unes de ces méthodes dont le domaine d’application privilégié est l’observation cellulaire in vivo.

L’utilisation de photons diffusés permet en principe de tirer des informations de régions plus profondes des tissus, mais au détriment de la résolution spatiale qui est voisine de la profondeur explorée mais l’équipement est simple. Une première approche consiste à utiliser une irradiation continue et plusieurs paires source/détecteur, et de résoudre le problème inverse mais la structure traversée est hétérogène, composée de couches d’épaisseurs non constantes et a priori non connues et il est difficile d’obtenir des images précises de la morphologie des tissus de cette façon.

La difficulté rencontrée avec une source continue peut être contournée en utilisant une source modulée à haute fréquence ou, ce qui est équivalent, une source émettant des impulsions brèves. Dans le cas d’une source à impulsions par exemple, l’utilisation d’une porte temporelle permet de sélectionner les premiers photons à émerger du milieu, c’est-à-dire ceux qui ont suivi une trajectoire quasi-balistique (photons « serpentiles »). Une application potentielle de ces techniques est la détection précoce de tumeurs. On peut effectuer, avec profit une détection différentielle pour obtenir des informations fonctionnelles dynamiques.  

Enfin, d’autres méthodes ne relèvent pas uniquement de l’optique mais font intervenir une forme de couplage entre le champ électromagnétique et un champ acoustique. On peut par exemple utiliser l’effet photoacoustique: des impulsions infrarouges (quelques nanosecondes) sont envoyées dans l’échantillon, induisant un échauffement aux sites d’absorption. Cet échauffement induit des déformations locales des zones absorbantes, qui deviennent source d’ondes acoustiques.

Les méthodes acousto-optiques utilisent aussi une approche indirecte : un faisceau laser traverse le tissu et on enregistre la distribution complexe d’intensité (speckle) qu’il forme sur un détecteur à la sortie; un transducteur ultrasonore est focalisé en une petite région de tissu parcourue par la lumière, et « agite » les diffuseurs présents à cet endroit. Selon les propriétés d’absorption au point focal des ultrasons, la modulation résultante sur la figure de speckle est plus ou moins importante. Cette technique que nous développons au laboratoire depuis quelques années possède actuellement une résolution de l’ordre du mm dans les trois dimensions de l’espace à travers plusieurs cm de tissu.

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Mardi 31 Janvier 2006, 18h, Laboratoire Ondes et Acoustique

Jean-François AUBRY: "IMAGERIE ET THERAPIE DU CERVEAU PAR ULTRASONS"

Les applications médicales des ultrasons ont connu un fort développement depuis le milieu du XX ième siècle tant en diagnostique qu'en thérapeutique. L'échographie est ainsi le mode d'imagerie le plus utilisé au monde pour l'imagerie de l'abdomen. D'un autre coté,  les ultrasons sont utilisés depuis plus de 10 ans en routine clinique dans le traitement des tumeurs de la prostate (plus de 2 000 patients traités en France). Par contre, le cerveau reste un organe peu exploré par les ultrasons en raison de l'effet défocalisant du crâne. Nous avons développé au Laboratoire Ondes et Acoustiques différentes méthodes de focalisation adaptative permettant de focaliser les ultrasons à travers la boîte crânienne. Ces méthodes permettent d'envisager l'imagerie et la thérapie du cerveau par ultrasons. Les différentes techniques (retournement temporel et filtrage inverse) seront présentées, ainsi que les résultats des premiers tests de thérapie transcrânienne in vivo réalisés sur 22 brebis en 2004 au Centre de Recherche et d'Expérimentation Animale de l'Institut Montsouris. Grâce à la mise au point d'un prototype d'imagerie entièrement programmable, nous avons également obtenu récemment in vitro les premières images de fantômes à travers une boite crânienne, démontrant la possibilité de réaliser des images ultrasonores transcrâniennes de haute résolution.