Génération de champs acoustiques contrôlés par inversion d’image échographique – Focalisation sélective et applications

Contexte
La génération de champs acoustiques contrôlés, en particulier la focalisation des ultrasons, a de nombreuses applications : le traitement médical non invasif par ultrasons de puissance (HIFU) ; la manipulation d’objets à distance (pinces acoustiques) ; l’imagerie ultrasonore en milieu bruité ou encore la création de sources de chaleur pour la caractérisation thermique (sonothermographie). La précision spatiale de cette focalisation est un enjeu important. Les méthodes classiques sont mises en échec dès que les propriétés mécaniques du milieu ne sont pas connues avec précision. Les propriétés de refocalisation du retournement temporel permettent de s’affranchir de nombreuses hypothèses limitatrices dès lors que la signature acoustique de la cible est connue. La méthode DORT permet d’isoler les signatures de diffracteurs ponctuels dans un milieu aux propriétés inconnues. Néanmoins, sa mise en œuvre pratique requiert la connaissance de la matrice de réflexion complète, et la séparation des différentes contributions s’avère difficile quand les objets ont une taille non négligeable devant la longueur d’onde. La méthode SelF-EASE développée au laboratoire peut, elle, se contenter d’un éclairage unique du milieu et permet d’extraire les signatures acoustiques d’objets identifiés dans l’image échographique même si la connaissance des propriétés du milieu est approximative. La retropropagation de ces signatures assure la focalisation précise.

Missions
Les missions du·de la doctorant·e seront entre autres :
– Prendre en main la méthodologie expérimentale actuellement en place (pilotage de l’électronique 128 voies via Matlab, implémentation numérique de la méthode, pilotage de la mesure de champ à l’aide d’un hydrophone),
– Consolider et optimiser la chaine expérimentale et de traitement pour une application temps réel,
– Construire une méthode plus robuste dans les milieux fortement aberrants,
– Développer une application forte autour de la manipulation d’objet par pinces acoustiques et/ou de la sonothermographie,
– Diffuser les résultats sous forme de présentations orales et de publications.

Compétences nécessaires ou à développer
– Une bonne connaissance de la propagation des ondes et de l’acoustique en général,
– Des bases de traitement du signal,
– La programmation avec Matlab,
– Un goût pour les travaux expérimentaux.

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