Thèse en co-tutelle France - Quebec en ingénierie biomécanique H/F

Sujet de thèse :
Le diagnostic de l'ostéoporose repose majoritairement sur des techniques d’imagerie, mais celles-ci ne permettent pas toujours d'accéder à une caractérisation complète des propriétés mécaniques osseuses. Les méthodes ultrasonores, en particulier les ondes guidées, se présentent comme une alternative non invasive et plus accessible. Néanmoins, la complexité de l’interaction entre les ondes ultrasonores et l’os cortical reste un frein à une utilisation clinique plus large. Ce projet de doctorat a pour objectif de développer des approches avancées permettant de surmonter ces défis. Il s'agit notamment de concevoir des méthodes d'inversion et une sonde ultrasonore multiéléments pour analyser avec précision des biomarqueurs reflétant la qualité osseuse, à des fins de diagnostic précoce de l’ostéoporose.
Objectifs :
1. Développer des techniques à base d’ondes guidées basses fréquences pour estimer les propriétés de l’os cortical.
2. Concevoir des algorithmes d'inversion basés sur les courbes de dispersion et les amplitudes des ondes.
3. Prototyper une sonde ultrasonore multiéléments pour des applications en transmission axiale.
4. Valider les méthodologies et la sonde via des essais contrôlés en laboratoire sur des modèles osseux synthétiques et des études cliniques préliminaires.
Contributions prévues :
• Élaboration de modèles computationnels novateurs (SAIGA) du guide d’ondes osseux pour une inversion précise des données ultrasonores.
• Développement d'une sonde adaptable à une utilisation clinique.
• Validation régulière des algorithmes avec des méthodes de référence reconnues.

Contexte :
Recherche collaborative entre l’École de Technologie Supérieure (Montréal) et le laboratoire Modélisation et Simulation Multi Echelle (CNRS, Créteil), institutions leaders dans les applications ultrasonores et biomédicales.