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Caractérisation de transducteurs ultrasonores pour l’imagerie photoacoustique

publié le , mis à jour le

L’imagerie photoacoustique est une technique d’imagerie biomédicale multi-ondes lui repose sur l’émission d’ondes ultrasonores suite à l’absorption de lumière, par effet photoacoustique. Cette technique connait depuis une dizaine d’année un essor énorme en recherche biomédicale, et ce pour deux raisons principales. D’une part, en profondeur dans les tissus, il est possible d’obtenir des images de l’absorption optique avec la résolution des ultrasons, bien au-delà des limites imposée en profondeur par les effets de diffusions multiples aux techniques purement optiques. D’autre part, l’effet photoacoustique est spécifique de l’absorption optique, et il est donc possible de développer des approches de microscopie photoacoustique à haute résolution (résolution de l’ordre de la longueur d’onde optique) fournissant un contraste spécifique d’absorption.

Dans le cadre de l’imagerie photoacoustique en profondeur, le spectre des ondes ultrasonores émises est en général très large, dans la mesure où il reflète la diversité des échelles spatiales présentes dans les structures absorbantes imagées. Les transducteurs ultrasonores utilisés pour l’imagerie photoacoustique sont souvent pour des questions de disponibilités commerciales les mêmes que ceux utilisés pour l’imagerie échographique, alors que les caractéristiques des signaux (contenu spectral, amplitude) à détecter sont en général très différentes. Il existe dans ce contexte un fort besoin de développer des capteurs ultrasonores conçus plus spécifiquement pour l’imagerie photoacoustique, avec pour objectif principal l’optimisation des caractéristiques en réception (sensibilité, directivité, bande passante), par opposition aux capteurs pour l’imagerie échographique qui doivent être optimisé en émission-réception. Plusieurs technologies existantes de capteurs sont susceptibles d’être exploitées et optimisées pour l’imagerie photoacoustique, parmi lesquelles les capteurs piézo-électriques et les capteurs CMUT (Capacitive Micromachined Ultrasonics Transducers).

Le travail du stage, à dominante expérimentale, consistera à réaliser une étude comparative de performances pour l’imagerie photoacoustique de transducteurs piézo-électriques et CMUT. Des premiers résultats ont récemment été publiés, relatifs à des comparaisons en terme de directivité et de bande passante [1]. L’un des objectifs principaux du stage sera d’établir des mesures comparatives de sensibilité absolue, dans des conditions optimales pour chacune des deux technologies considérées. Le stage sera effectué au sein du Laboratoire Interdisciplinaire de Physique de l’Université Grenoble Alpes, en étroite collaboration avec la société VERMON, spécialisée dans la conception et la fabrication de transducteurs ultrasonores

Le stage pourra déboucher sur une thèse financée dans le cadre d’un contrat CIFRE avec la société VERMON.

Référence :
[1] Rebling, J., Warshavski, O., Meynier, C., & Razansky, D. Optoacoustic characterization of broadband directivity patterns of capacitive micromachined ultrasonic transducers. Journal of Biomedical Optics, 22(4), 041005-041005, 2017.

Contacts :

Emmanuel Bossy, emmanuel.bossy@univ-grenoble-alpes.fr

An Nguyen-Dinh, an.nguyendinh@vermon.com
VERMON, Tours, France