Sperm 3D - Outil de diagnostic de l'infertilité masculine utilisant l'holographie pour l'imagerie et le suivi en 3D // Sperm 3D - Male infertility diagnostic tool using holography for imaging and 3D tracking

L'infertilité est un problème croissant dans tous les pays développés. Les méthodes standard de diagnostic de la stérilité masculine examinent la concentration, la mobilité et les anomalies morphologiques des spermatozoïdes individuels. Cependant, un cas d'infertilité masculine sur cinq reste inexpliqué avec les outils de diagnostic standard.

Dans cette thèse, nous explorerons la possibilité de déterminer les causes de l'infertilité masculine à partir de l'analyse détaillée des trajectoires 3D et de la morphologie des spermatozoïdes nageant librement dans un environnement imitant les conditions de l'appareil reproducteur féminin. Pour cette tâche difficile, nous développerons un microscope spécialisé basé sur l'holographie pour l'imagerie rapide et le suivi des spermatozoïdes individuels. Outre les méthodes numériques classiques, nous utiliserons des algorithmes d'intelligence artificielle modernes pour améliorer la qualité de l'imagerie et pour analyser les données multidimensionnelles.

Tout au long du projet, nous collaborerons étroitement avec un institut de recherche médicale (CHU/IAB) spécialisé dans les technologies de reproduction assistée (ART). Nous examinerons des échantillons de patients réels afin de développer un nouvel outil pour le diagnostic de l'infertilité masculine.

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Infertility is a growing problem in all developed countries. The standard methods for the diagnostic of male infertility examine the concentration, motility and morphological anomalies of individual sperm cells. However, one in five male infertility cases remain unexplained with the standard diagnostic tools.

In this thesis, we will explore the possibility to determine the male infertility causes from the detailed analysis of 3D trajectories and morphology of sperms swimming freely in the environment mimicking the conditions in the female reproductive tract. For this challenging task, we will develop a dedicated microscope based on holography for fast imaging and tracking of individual sperm cells. Along with classical numerical methods, we will use up-to date artificial intelligence algorithms for improving the imaging quality as well as for analysis of multi-dimensional data.

Throughout the project we will closely collaborate with medical research institute (CHU/IAB) specialized in Assisted Reproductive Technologies (ART). We will be examining real patient samples in order to develop a new tool for male infertility diagnosis.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : Service des sYstèmes de Mesure pour la Santé
Laboratoire : Laboratoire Instrum optique et traitement de l'Info pour l'Imagerie In Vitro
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Ingénierie pour la Santé, la Cognition et l’Environnement (EDISCE)
Directeur de thèse : MARTINEZ Guillaume
Organisme : CHU/IAB (Inserm-U1209, CNRS-UMR5309, Grenoble-Alpes University)
Laboratoire : GETI

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département des Technologies pour l'Innovation en Santé (LETI)
Service : Service des sYstèmes de Mesure pour la Santé

Imagerie, Simulation optique, Data analysis