Imagerie ultrasonore ultrarapide appliqué en pédiatrie

Le projet vise à développer une nouvelle génération de technologies d’imagerie ultrasonore ultrarapide, quantitative et 4D, capables d’extraire des informations physiologiques aujourd’hui inaccessibles avec l’échographie conventionnelle.

Les étudiants travailleront au développement de méthodes innovantes combinant acquisition ultrarapide, reconstruction d’images, traitement du signal, élastographie, imagerie avancée des flux et intelligence artificielle. Un objectif majeur sera de concevoir des approches permettant une acquisition et une analyse automatisées, robustes et quantitatives, puis de les intégrer sur des systèmes d’imagerie de nouvelle génération.

Les projets de M.Sc. et Ph.D. pourront couvrir différentes étapes de cette chaîne technologique, depuis le développement de nouvelles séquences et de nouveaux algorithmes jusqu’à leur validation expérimentale et leur translation chez l’humain. Les applications cibleront notamment le cœur, le cerveau néonatal et le placenta, offrant un environnement unique pour développer des technologies à fort potentiel d’impact. L’objectif final : repousser les limites physiques et computationnelles de l’échographie pour inventer les outils d’imagerie pédiatrique de demain.

L'équipe recrute pour trois sous-projets distincts. Les personnes candidates sont invitées à préciser leur préférence pour l’un ou l’autre de ces sous-projets dans leur lettre d’introduction.

Sous-projet 1 - Développement de l’acquisition en imagerie ultrasonore ultrarapide 4D Ce projet vise à développer les nouvelles méthodes d’acquisition volumique ultrarapide (4D) au cœur de notre plateforme d’imagerie. L’étudiant développera une interface MATLAB–Verasonics, programmera et optimisera des séquences d’acquisition 3D ultrarapides et travaillera sur le contrôle de sondes matricielles. Le projet abordera des problématiques de beamforming, transmission/réception, cadence d’imagerie, volume de données et optimisation hardware/software. L’objectif est de repousser les limites actuelles de l’échographie pour permettre l’imagerie 4D quantitative du cœur et d’autres organes pédiatriques à plusieurs milliers d’images par seconde.

Sous-projet 2 - Imagerie quantitative 4D : du signal aux biomarqueurs Comment transformer des téraoctets de données ultrasonores en nouveaux biomarqueurs cardiovasculaires ? Ce projet développera les algorithmes permettant d’exploiter automatiquement les données d’imagerie ultrarapide 4D. L’étudiant travaillera sur le traitement du signal et de l’image, l’élastographie par ondes de cisaillement, l’imagerie ultrarapide des flux et l’analyse spatio-temporelle 3D. Trois cibles principales seront développées : la quantification automatisée de la rigidité myocardique, de la perfusion coronarienne et de l’orientation tridimensionnelle des fibres myocardiques. L’objectif est de transformer l’imagerie 4D en une plateforme quantitative multiparamétrique du myocarde.

Sous-projet 3 - Intelligence artificielle & données multimodales en imagerie 4D Ce projet vise à construire l’écosystème IA et data permettant d’exploiter à grande échelle l’imagerie ultrasonore ultrarapide 4D. L’étudiant développera des pipelines combinant données d’imagerie massives, données cliniques et intelligence artificielle, depuis leur structuration et leur gestion jusqu’à leur analyse automatisée. Les travaux pourront inclure segmentation et tracking 4D, deep learning, extraction automatisée de biomarqueurs, fusion de données multimodales et modèles prédictifs. L’objectif est de créer une infrastructure computationnelle permettant de transformer des données complexes d’imagerie et cliniques en informations quantitatives, reproductibles et cliniquement exploitables.

Intérêts de recherche

Et si l’échographie pouvait révéler ce qui reste aujourd’hui invisible chez l’enfant ? Notre programme développe une nouvelle génération d’imagerie ultrasonore ultrarapide et 4D pour explorer, avec une précision inédite, la mécanique des tissus, les flux sanguins et la perfusion. À la frontière entre médecine, physique, ingénierie et intelligence artificielle, nous développons de nouveaux biomarqueurs quantitatifs destinés à transformer notre compréhension, notre diagnostic et notre suivi des maladies pédiatriques. Au CHU Sainte-Justine, les étudiants participeront au développement et à la translation clinique de technologies de rupture, avec des applications allant du cœur au cerveau néonatal et au placenta, au sein d’un réseau international de cliniciens, physiciens et ingénieurs. Nous recherchons des étudiants de M.Sc. et Ph.D. particulièrement motivés, créatifs et ambitieux, souhaitant repousser les limites actuelles de l’imagerie médicale et contribuer à construire les outils diagnostiques de demain en pédiatrie.

• Solides compétences en programmation (MATLAB)
• Expérience ou intérêt pour le traitement du signal et des images, l’imagerie computationnelle ou l’analyse de données
• Connaissances en intelligence artificielle / apprentissage automatique appréciées (sous-projet 3)
• Intérêt pour l’instrumentation, les systèmes d’acquisition et l’imagerie ultrasonore
• Solides capacités analytiques, quantitatives et de résolution de problèmes
• Autonomie, créativité et capacité à développer de nouvelles approches méthodologiques
• Aptitude à travailler dans un environnement multidisciplinaire et international, à l’interface entre ingénierie, physique et médecine