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Deploiement d'un réseau de magnétomètres à pompage optique dans des environnements cliniques

Département Systèmes (LETI)

Laboratoire Capteurs Haute Performance

Doctorat en physique ou neurosciences

01-01-2020

PsD-DRT-20-0009

agustin.palacioslaloy@cea.fr

Notre laboratoire travaille sur des magnétomètres à pompage optique (OPM) basés sur des atomes métastables d'hélium-4. Notre principale réalisation au cours des dernières années a été la conception et la qualification spatiale des OPM les plus avancés disponibles pour l'exploration spatiale, lancés dans le cadre de la mission Swarm de l'ESA [1]. Avec cette même espèce, nous avons développé des OPM pour l'imagerie médicale du cerveau (MEG) et du c?ur (MCG), qui présentent l'avantage de fonctionner à température ambiante. Le développement de ces techniques d'imagerie est une opportunité pour mieux comprendre et diagnostiquer des pathologies telles que l'épilepsie, la maladie d'Alzheimer ou l'arythmie. Nous avons effectué des mesures de validation de principe avec des versions primitives de nos capteurs [2,3]. Après avoir acquis une meilleure compréhension de leur physique [4], nous développons actuellement des réseaux d'OPM et collaborons avec plusieurs équipes cliniques. Ce poste a pour objectif de contribuer au développement et au déploiement d'un réseau d'OPM dans les environnements cliniques, où ils vont être testés par plusieurs de nos équipes de recherche médicale partenaires en neurologie et en cardiologie. Le candidat doit pouvoir déployer et utiliser les capteurs dans ces environnements, résoudre les problèmes pratiques et apporter des informations sur les améliorations nécessaires. Il participera également à la mise en ?uvre de certaines de ces améliorations et à leurs tests en laboratoire. Ce travail sera réalisé au sein d'une équipe multidisciplinaire, composée de chercheurs spécialisés dans les domaines de l'optique, des lasers, du magnétisme et de l'électronique. Il s'appuiera également sur des collaborations avec des équipes de recherche médicale. [1] http://smsc.cnes.fr/SWARM [2] S. Morales et al., Phys. Med. B [3] E. Labyt et al., IEEE Transactions on Medical Imaging (2019) [4] F. Beato et al. Physical Review A (2018)

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Acquisition comprimée pour l'imagerie ultrasonore : développement de méthodes et réalisation d'un prototype de capteur

Département Imagerie Simulation pour le Contrôle (LIST)

Laboratoire Méthodes CND

Thèse dans un moins l'un des sujet suivant: Méthodes ultrasonores, acoustiques, imagerie ou traitement du signal avancé, méthodes parcimonieuses et acquisition comprimée

01-01-2020

PsD-DRT-19-0099

olivier.mesnil@cea.fr

En contrôle non destructif ultrasonore, les capteurs multiéléments permettent d'inspecter les structures pour assurer la sécurité des sites et des installations. Le nombre d'éléments formant un capteur est aujourd'hui le facteur dimensionnant la méthode de contrôle : son efficacité et sa rapidité de scan mais aussi le coût et le volume de l'instrument. Ce projet vise à développer un prototype de capteur multiélément avec un nombre réduit d'éléments, mais sans détériorer la qualité de l'imagerie par rapport aux instruments existants. Pour ce faire, l'acquisition comprimée (en anglais Compressed Sensing ou CS), théorie récente de traitement de signal permettant d'outrepasser les contraintes d'échantillonnage classique et de reconstruire des signaux à partir de mesures fortement sous-échantillonnées, sera utilisée. Ainsi, le processus de mesure ultrasonore devra être entièrement repensé pour répondre aux conditions d'application du CS, en particulier l'incohérence et la parcimonie des mesures. Les résultats attendus de ce projet sont une réduction d'un facteur jusqu'à 5 du nombre d'éléments d'un capteur, ce qui constituerait une véritable révolution dans le domaine du contrôle, avec des applications directes dans la plupart des secteurs industriels. Ce projet implique les entités suivantes du CEA Saclay: le Département d'Imagerie et de Simulation pour le Contrôle pour les aspects contrôle et capteur ultrasons ainsi que les laboratoires Neurospin et Cosmostat apportant leurs expertises dans le domaine de l'acquisition comprimée, principalement appliquée dans les domaines de l'imagerie médicale et de l'astrophysique respectivement. La collaboration de ces trois laboratoires, chacun parmi les leaders mondiaux dans leurs domaines respectifs, garantira la création d'une nouvelle famille de capteurs plus performants.

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