Imagerie multiéchelle du débit sanguin de la peau, combinant Imagerie de Cohérence Optique et Imagerie Speckle Multiexposition // Multiscale imaging of skin blood flow combining Optical Coherent Tomography and Multiple Exposure Laser Speckle Imaging

En moins de 20 ans, la tomographie par cohérence optique (OCT) a changé la donne en matière de diagnostic et de suivi des traitements, en particulier dans le domaine de l'ophtalmologie. La tomographie confocale à champ linéaire (LC-OCT)1, développée par la société DAMAE Medical, est l'une des variantes les plus efficaces de la tomographie à cohérence optique pour l'imagerie haute résolution de la peau, in vivo. La LC-OCT combine l'interférométrie à faible cohérence et le filtrage confocal pour fournir des images à haute résolution spatiale (1 μm) et une pénétration appropriée (1 mm) dans les tissus cutanés. La LC-OCT génère des images morphologiques des lésions cutanées qui sont les plus proches des images histologiques, sans commune mesure avec les autres technologies d'imagerie non invasives. Elle produit des images en coupes verticales et horizontales des tissus cutanés en temps réel, à une vitesse d'environ 10 images par seconde. La combinaison de la résolution cellulaire, du temps réel et de l'imagerie in vivo offre une capacité inégalée pour l'étude de la dynamique de la peau in vivo au niveau cellulaire. Dans sa mise en œuvre actuelle, l'imagerie LC-OCT de la peau produit des images uniquement morphologiques. Les méthodes basées sur l'analyse du speckle laser, en particulier l'imagerie du speckle laser à expositions multiples (MESI), ont prouvé qu'elles permettaient d'obtenir des mesures cliniquement pertinentes concernant la dynamique du flux sanguin dans les vaisseaux de la peau sur de grandes étendues de vues. Néanmoins, la MESI ne peut pas fournir de mesures résolues en profondeur et sa résolution ne permet pas de visualiser les plus petits capillaires cutanés.

L'ajout d'information fonctionnelle aux images LC-OCT anatomiques, serait d'un grand intérêt pour de nombreuses conditions cliniques en particulier des mesures dynamiques résolues en profondeur du flux sanguin dans les vaisseaux et les capillaires de la peau pour compléter les informations fournies par des techniques telles que l'imagerie MESI. L'objectif principal du projet est donc de développer des mesures LC-OCT pour caractériser la dynamique du flux sanguin, de combiner LC-OCT et MESI pour fournir une analyse multi-échelle du système vasculaire de la peau, et de montrer la valeur clinique d'une telle analyse.
Le projet de doctorat est interdisciplinaire, avec des développements innovants en optique, instrumentation, microfluidique et analyse d'images biomédicales. Le projet sera co-supervisé par une équipe internationale de trois partenaires regroupant deux laboratoires académiques et un partenaire industriel (Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau), DAMAE Medical (Paris) et Université de Lettonie (Riga).
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In less than 20 years, Optical Coherence Tomography (OCT) has become a game changer for the diagnosis and treatment follow-up especially in the field of ophthalmology. Line-field confocal OCT (LC-OCT)1, developed by the company DAMAE Medical is one of the most efficient variation of OCT for high resolution imaging of skin, in vivo. LC-OCT combines low coherence interferometry and confocal filtering to provide images with high spatial resolution ( 1 μm) and appropriate penetration ( 1 mm) in skin tissues. LC-OCT generates morphological images of skin lesions that are the closest to histological images, unmatched by other non-invasive imaging technologies. It produces vertical and horizontal section images of skin tissues in real time, at a rate of ~ 10 frames per seconds. The combination of cellular resolution, real-time and in vivo imaging, offers tremendous capability for the studying of the dynamics of in vivo skin at the cellular level. In its current implementation LC-OCT imaging of the skin relies mostly on morphological imaging. Methods based on laser speckle analysis, in particular Multiple Exposure laser Speckle Imaging (MESI), have proven to yield clinically relevant metrics regarding the blood flow dynamics in the skin vessels over large filed of views. Nevertheless, MESI cannot provide depth resolved measurement, and its resolution does not allow to visualize the smallest skin capillaries.
Adding functional information to the anatomical LC-OCT images, in particular depth-resolved dynamic metrics regarding the blood flow in skin vessels and capillaries to complement the information yielded by techniques such as MESI, is of great interest for a vast range of clinical conditions. The main goal of the present project is therefore to develop LC-OCT metrics for characterizing the blood flow dynamics, combine LC-OCT and MESI to provide multiscale analysis of the skin vasculature, and show the clinical value of such analysis.
The PhD project is highly interdisciplinary with innovative developments in optics, instrumentation, microfluidics and biomedical image analysis. The project will be co-supervised between by an international team of three partners gathering two academic laboratories and an industrial partner (Laboratoire Charles Fabry (Palaiseau), DAMAE Medical (Paris) and University of Latvia (Riga).
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : https://damae-medical.com/

Programme COFUND LIGHTinPARIS

Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes

575 Electrical, Optical, Bio-physics and Engineering

Le candidat au doctorat a une formation en physique ou en ingénierie et doit être titulaire d'un Master 2 en sciences ( ou l'obtenir en 2025). Il/elle est fortement intéressé(e) par les domaines de l'instrumentation, des méthodologies d'imagerie et de l'analyse de données dans un contexte interdisciplinaire, au sein d'un projet collaboratif. Des compétences en optique expérimentale, Python, ImageJ, et des interactions antérieures avec des biologistes et des cliniciens seraient un plus mais ne sont pas un prérequis. Nous recherchons un étudiant prêt à relever les défis techniques et méthodologiques de ce projet interdisciplinaire. La curiosité et l'ouverture intellectuelle sont essentielles pour intégrer les concepts de plusieurs disciplines, ainsi qu'une forte motivation et un engagement dans le projet. Le projet étant co-supervisé par trois partenaires différents dans deux pays différents (Laboratoire Charles Fabry, DAMAE Medical, Université de Lettonie), l'étudiant doit être capable de s'adapter rapidement à des contextes de travail et culturels différents et une bonne maîtrise de l'anglais est requise. Le candidat doit posséder de solides compétences en matière de communication et être capable de collaborer efficacement avec divers groupes. Il/elle doit être très organisé(e), capable de gérer son temps et ses tâches de manière autonome et de faire preuve de résilience pour relever les défis que pose le travail dans des environnements différents. La curiosité et l'ouverture intellectuelle sont essentielles pour intégrer des concepts issus de plusieurs disciplines, ainsi qu'une forte motivation et un engagement à l'égard du projet. Un des critères pour l'obtention du financement Cofund Light in Paris est que le/la candidate ne doit pas avoir passé plus de 12 mois en France dans les 36 derniers mois. Nous recherchons un étudiant prêt à relever les défis techniques et méthodologiques de ce projet interdisciplinaire. La curiosité et l'ouverture intellectuelle sont essentielles pour intégrer les concepts de plusieurs disciplines, ainsi qu'une forte motivation et un engagement dans le projet. A Il est essentiel que le candidat prenne contact avec les superviseurs dès que possible pour discuter des objectifs et des attentes du doctorat et pour se préparer à l'entretien oral à l'École doctorale (qui aura lieu en mai/juin 2025).
The PhD candidate has a background in physics or engineering and has or will earn his/her master's degree in 2025. She/he is strongly interested in the fields of instrumentation, imaging methodologies and data analysis in a cross disciplinary context, within a collaborative project. Skills in experimental optics, Python, ImageJ, and previous interactions with biologists and clinicians would be a plus but are not a prerequisite. One of the criteria for Cofund Light in Paris funding is that the applicant must not have spent more than 12 months in France in the last 36 months. We are looking for student that is ready to tackle the technical and methodological challenges of this interdisciplinary project. Curiosity and intellectual openness are essential for integrating concepts from multiple disciplines, along with a strong motivation and commitment to the project. As the project is co-supervised by three different partners in two different countries (Laboratoire Charles Fabry, DAMAE Medical, University of Latvia), the student should be able to adapt quickly to different working and cultural contexts and a good proficiency in English is required. The candidate should possess strong communication skills and the ability to collaborate effectively with diverse groups. She/he should be highly organized, capable of managing time and tasks independently, and resilient in handling the challenges of working across different environments. Curiosity and intellectual openness are essential for integrating concepts from multiple disciplines, along with a strong motivation and commitment to the project. It is crucial that the candidate get in touch with the supervisors as soon as possible to discuss the PhD aims and expectations and to prepare for the oral interview at Ecole Doctorale (to occur in May/June 2025)