Post-Doctorant : Proposition de thèse de doctorat Holographie Doppler temps réel pour la cardio-oculomique par apprentissage profond

Présentation de l’Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris

L’ESPCI Paris – PSL (École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris) est une école d’ingénieurs généraliste qui forme, depuis 1882, des ingénieurs de rupture, adaptables et créatifs, dotés d’un solide bagage théorique et expérimental, conscients des enjeux de la société.

Elle est intégrée à un centre de recherche reconnu internationalement en physique, chimie et biologie (500 publications par an). Elle est connue pour sa capacité à transformer les connaissances issues de la recherche fondamentale en innovations de rupture (2 brevets par mois, 3 start-ups par an).

Distinguée par 6 Prix Nobel, elle accueille 400 élèves-ingénieurs, 530 chercheurs (dont 250 doctorants et 100 post-doctorants) dans 10 unités mixtes de recherche et environ 100 agents des fonctions support de la recherche et de l’enseignement.

Depuis sa création, l’ESPCI n’a cessé de mobiliser ses forces et compétences au service de sujets sociétaux majeurs et de défendre l’importance de la science au service de la société. L’environnement, la solidarité, la santé, l’accès et l’ouverture au savoir sont des enjeux que l’ESPCI s’est engagée à prendre en compte dans son quotidien tout en contribuant à les faire avancer. L’ESPCI défend l’égalité des chances et promeut la diversité sociale. Elle encourage et valorise l’engagement, notamment associatif, de ses étudiants.

Notre établissement fait partie de l’Université Paris Sciences & Lettres. Numéro 1 du classement mondial des jeunes universités publié par le Times Higher Education, PSL figure aussi dans le top 50 des meilleures universités mondiales (Shanghai, Times Higher Education, QS, CWUR).

L’ESPCI est engagée dans un vaste projet de rénovation de son campus parisien qui fera d’elle un des sites scientifiques les plus modernes de Paris.

Rattachement du poste

Rattachement hiérarchique, positionnement et environnement du poste (description du service)

La thèse s’inscrit dans la thématique “Imagerie pour la biologie et la santé (IBS)” de l’institut Langevin. Les chercheurs de l’Institut se donnent pour objectif de comprendre les mécanismes de propagation de ces différents types d’ondes dans les milieux les plus complexes et de tirer parti de cette meilleure compréhension pour concevoir des instruments originaux pour l’imagerie de ces milieux.

https://www.institut-langevin.espci...

Le candidat aura également l’opportunité de contribuer à des projets d’holographie en temps réel, en particulier dans le domaine de l’ophtalmologie, au sein des hôpitaux partenaires tels que les Quinze-Vingts et la Fondation Ophtalmologique Rothschild à Paris. Le parcours doctoral explorera, entre autres, l’utilisation du machine learning pour affiner les estimations rhéologiques et développer de nouvelles approches statistiques basées sur les données récoltées.

Environnement hiérarchique
Responsable : M. Michael Atlan, Institut Langevin

Missions et responsabilités

Contexte : L’institut Langevin de l’ESPCI Paris - PSL a innové en créant les premiers équipements d’imagerie holographique clinique en temps réel à très haut débit, désormais en phase de transfert technologique vers l’industrie et le secteur médical, initiant un progrès significatif dans l’imagerie optique computationnelle en médecine, comparable à l’IRM, la tomographie aux rayons X et l’échographie. L’imagerie Doppler holographique en ophtalmologie représente un champ interdisciplinaire prometteur, mêlant conception d’imagerie optique fonctionnelle et recherche clinique, avec un fort soutien au développement logiciel open source.

Objectif : L’holographie Doppler offre une approche précieuse pour la cardio-oculomique, améliorant potentiellement le suivi des maladies cardiovasculaires systémiques grâce à une angiographie rétinienne non invasive innovante. En combinant l’imagerie rétinienne avec des données cardiovasculaires et l’apprentissage automatique, cette méthode facilite le diagnostic précoce par l’identification de biomarqueurs et la prédiction de risques à partir des dynamiques oculaires. Cette technologie pourrait être essentielle pour la médecine personnalisée, offrant des aperçus détaillés sur le flux sanguin rétinien et choroïdien avec une spécificité et une résolution temporelle nettement supérieures aux méthodes traditionnelles telles que l’OCT et le SLO, et le fond d’oeil couleur. Elle a déjà démontré sa capacité à réaliser des dépistages fiables sur un grand nombre de patients et à générer de vastes ensembles de données. Pour les patients avec ou à risque de troubles cardiovasculaires, la surveillance du flux sanguin oculaire par cette technologie pourrait refléter la santé vasculaire globale et améliorer le suivi. L’objectif est de valider cette approche dans une étude clinique, utilisant une vidéo Doppler holographique en temps réel de moins de trois minutes pour anticiper les maladies cardiovasculaires systémiques, avec potentiel d’intégration en pratique clinique. Cette vidéo sera produite à partir de données d’une caméra streaming à 20 kHz (Ametek Phantom S711).

Missions : L’holographie Doppler, proposant une vidéo-angiographie révolutionnaire du fond d’œil, pourrait révolutionner l’assistance diagnostique pour les maladies cardio-vasculaires systémiques grâce à l’utilisation de modèles d’apprentissage profond et d’inférence statistique. L’exploitation avancée de la segmentation vasculaire et la prédiction de paramètres quantitatifs par régression offrent des perspectives considérables d’innovation et d’intégration dans la classification des pathologies. De plus, l’utilisation exclusive de vidéos d’holographie Doppler en temps réel pour l’entraînement de réseaux neuronaux et la réalisation d’inférences statistiques pour la classification et la gradation des pathologies oculaires et systémiques, représenterait une avancée majeure, évitant de recourir aux estimations de biomarqueurs par des procédures déterministes, rendant le processus diagnostique plus efficace et direct. Le candidat participera au développement de modèles d’intelligence artificielle spécialisés dans l’apprentissage profond et l’inférence statistique, à la conception d’un jeu de données annotées, et à la programmation du logiciel d’holographie à ultra haut débit en temps réel holovibes utilisé pour les acquisitions de données médicales.

Profil
Connaissances et qualités recherchées :

• Anglais courant.
• Un intérêt prononcé pour l’environnement scientifique
• D’excellentes qualités relationnelles
• De bonnes qualités rédactionnelles
• Polyvalence, autonomie, sens de l’organisation
• Disponibilité, sens de l’écoute
• Esprit de synthèse et d’analyse
• Capacité à prendre des initiatives et à gérer les priorités
• Capacité à faire preuve de réactivité face aux situations urgentes ou imprévues
• Rapidité et efficacité
Formation requise (ou diplôme) :
• Diplôme d’ingénieur

Expérience souhaitée :
• Expérience en programmation (C++)

Modalités de Recrutement
Catégorie : A
Filière : scientifique

Le poste est à pourvoir :
● par voie de mutation pour les agents titulaires de la Ville de Paris ;
● par voie de détachement pour les agents titulaires d’autres fonctions publiques ;
● par voie contractuelle pour une durée d’un an pour les agents non titulaires.

Les candidatures de personnes disposant de la RQTH sont encouragées.
Poste à pourvoir à compter du : 01 novembre 2024

Contact
Les candidatures (CV, lettre de motivation) sont à transmettre par courriel à michael.atlan@espci.fr. Pour tout complément d’informations, contacter : Michael Atlan. michael.atlan@espci.fr

Lieu
10, Rue Vauquelin 75005 Paris
Métro ligne 7 (Place Monge/Censier Daubenton) - RER B (Luxembourg) - Bus 21, 27 & 47 - 3 Vélib’ stations à proximité.

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