Séminaires

  • 2021
    11th March

    "Une recherche translationnelle reposant sur de grands programmes médico-scientifiques"

    11:30 am
    Location: Institut Gustave Roussy, Villejuif & Visioconférence

    Pr. Fabrice André Oncologue

    Le cancer est une maladie intrinsèquement complexe impliquant une grande diversité de cellules cancéreuses ou stromales, dont l’interdépendance varie au cours de l’évolution de la maladie. La recherche en cancérologie doit tenter de résoudre cette complexité en mobilisant de multiples disciplines scientifiques, et en combinant différentes approches. Il faut simultanément tenter de réduire la complexité dans un modèle d’étude expérimental, et l’appréhender en tant que telle par l’analyse statistique de donnée massives recueillies sans a priori dans de larges cohortes de patients (cf. fiche plateformes). Ces approches sont complémentaires et indissociables. Elles nécessitent une intégration intime de la biologie et de la médecine qui fonde une recherche translationnelle orientée vers le patient.

    De nouveaux horizons sont aujourd’hui ouverts pour caractériser en profondeur la pathologie cancéreuse chez chaque patient. Outre les progrès conceptuels en biologie fondamentale, les avancées technologiques incessantes permettent de générer de très grandes quantités de données pour un très grand nombre d’échantillons. L’émergence des mathématiques appliquées rend possible l’interprétation de ces données massives, favorisant les développements diagnostiques et une description fine et personnalisée de la maladie. La possibilité de détecter précocement certains cancers à forte mortalité, ou l’émergence de questions relatives à la qualité de vie après un cancer donnent une importance croissante aux études en sciences humaines et sociales.

    Sur la base de ces analyses, et pour se maintenir à la pointe de la recherche en cancérologie, Gustave Roussy met en place des programmes médico-scientifiques associant approches multidisciplinaires, collecte et analyses de données massives, et réponses individualisées aux besoins de la société en regard de la maladie cancéreuse. Leur objectif est de générer des pratiques et des produits qui transforment la maladie de façon mesurable, et de satisfaire à des critères d’excellence scientifique quantifiables.   

    Typiquement, les programmes médico-scientifiques font appel à constitution de cohortes de patients souvent de grande ampleur, au profilage d’échantillons biologiques, histologiques ou d’imagerie issus de ces cohortes grâce à des plateformes technologiques d’investigation à haut débit permettant d’appréhender la complexité de la maladie, et à l’analyse mathématique des données massives issues de ce profilage . L’interprétation de ces analyses conduit à formuler de nouvelles hypothèses, et à construire de nouveaux modèles qui sont soumis à une validation expérimentale.

    Gustave Roussy attend que ces programmes intègrent tous les acteurs, depuis la recherche exploratoire jusqu’au soin, qu’ils engendrent des progrès dans la compréhension de leur maladie profitant directement aux patients, et qui leur permettent de bénéficier précocement des avancées scientifiques. Les programmes médico-scientifiques doivent être en mesure de délivrer des produits (médicaments, tests diagnostiques, parcours de soins …) à fort impact sociétal, et/ou des dispositifs nouveaux intégrant soins et recherche.

  • 2021
    26th February

    "Echographie multiparamétrique du diaphragme"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay & Visioconférence

    Thomas Poulard Physicien

    Le diaphragme est le principal muscle de la respiration. Son bon fonctionnement est primordial au maintien des processus physiologiques de base. La méthode de référence permettant d'étudier la fonction du diaphragme repose sur l'utilisation de sondes œsophagienne et gastrique, invasives, onéreuses et peu utilisées dans le milieu clinique. Dans ce contexte, l'imagerie par échographie permet une évaluation spécifique et non-invasive du diaphragme. Ce travail vise à déterminer, à la fois chez des populations saines et pathologiques, le lien entre des marqueurs échographiques et la capacité de production de force du diaphragme.

  • 2021
    3rd February

    "Evaluation de l’hétérogénéité en imagerie paramétrique"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay & Visioconférence

    Charlie Girot Physicien

  • 2021
    15th January

    "Utilisation de la mécanique des fluides numériques dans l’étude du pronostic évolutif des anévrismes de l’aorte abdominale"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay & Visioconférence

    Dr. Olivier Meyrignac Radiologue

    L’industrie utilise depuis longtemps la mécanique des fluides numérique (MFN) où elle est devenue la principale méthode de conception et d'analyse dans de nombreux domaines. De plus en plus de personnes s’y intéressent dans le cadre de la recherche biomédicale et en particulier dans le cadre de l’étude du système cardio vasculaire. La MFN permet d'étudier les champs de pression et d'écoulement à une résolution temporelle et spatiale inaccessible par la mesure en pratique clinique. On accède ainsi à des données supplémentaires sur les processus physiopathologiques. Nous avons appliqué ces techniques à la problématique du traitement des anévrismes de l'aorte abdominale (AAA). Actuellement, malgré des limitations connues, la décision d'opérer sur un AAA repose principalement sur la mesure du diamètre maximal de l'anévrisme. Notre objectif a été d’identifier les paramètres volumétriques et hémodynamique susceptibles d’identifier les AAA qui progresseront en taille. 

    Notre étude, faisait partie d'un registre prospectif multicentrique et a inclus 126 patients avec AAA. Les patients ont été classés en deux groupes : AAA stables (augmentation ≤ 10 mL du volume de l'anévrisme) et AAA en progression (augmentation> 10 mL du volume de l'anévrisme) et séparés en deux cohortes de dérivation et validation. Les caractéristiques initiales des AAA de la cohorte de dérivation ont été analysées (diamètre et surface maximaux, volumes de thrombus et de lumière, pression maximale de la paroi et contrainte de cisaillement de la paroi [WSS]) pour identifier des paramètres pertinents pour un modèle de régression logistique. Les performances diagnostiques du modèle et du diamètre maximal ont été évaluées dans les deux cohortes et pour les AAA inférieurs à 50 mm en utilisant l'aire sous la courbe ROC (ASC).

    Quatre-vingt-un patients ont été inclus (âge moyen, 73 ans ± 7 ans [écart-type] ; 78 hommes). Les cohortes de dérivation et de validation comprenaient respectivement 50 et 31 participants. Dans la cohorte de dérivation, il y avait un volume de lumière moyen plus élevé et un WSS moyen plus faible dans le groupe de progression par rapport au groupe stable (60 ml ± 14 vs 46 ml ± 18 [P = .005] et 66% ± 6 vs 53% ± 9 [P = 0,02], respectivement). Le volume moyen de la lumière et le WSS moyen au départ étaient corrélés à la croissance du volume total (r = 0,47 [P = 0,002] et −0,42 [P = 0,006], respectivement). Dans la cohorte de dérivation, le modèle de régression comprenant le volume de la lumière et le WSS pour prédire l'élargissement de l'anévrisme était supérieur au diamètre maximal seul (ASC, 0,78 vs 0,52, respectivement ; P = 0,003) ; bien qu'aucune différence significative n'ait été retrouvée dans la cohorte de validation (ASC, 0,79 vs 0,71, respectivement ; P = 0,51). Pour les AAA inférieurs à 50 mm, le modèle de régression a obtenu de meilleurs résultats que le diamètre maximal (ASC, 0,79 vs 0,53, respectivement ; P = 0,01). Au total, nous avons pu montrer que l'analyse combinée du volume de la lumière et du WSS des anévrismes de l'aorte abdominale était prédictive de l’augmentation de leur volume à 1 an, et tout particulièrement pour les anévrismes de moins de 50 mm de diamètre.

  • 2020
    18th December

    "Soutenance de thèse: Concepts pour l'instrumentation portable en IRM: Développement d’antennes radiofréquences légères et flexibles et d’un système de transmission optique sans fil"

    10:00 am
    Location: Visioconférence

    Léna Nohava Physicienne

    Au cours de ce travail, des antennes auto résonantes à câbles coaxiaux, légères et flexibles, ont été développées et ont montré des performances robustes au regard de la déformation. En parallèle, une analyse poussée des contraintes et spécifications requises pour une transmission sans fil du signal IRM a été faite et un premier prototype de transmission optique sans fil appliqué aux signaux issus de capteurs de mouvements a été développé. L'ensemble des résultats obtenus au cours de cette thèse concourent au développement de systèmes radiofréquences portables, légers et sans fil pour l'IRM avec comme objectif d'améliorer le confort et la sécurité du patient, la facilité de mise en œuvre, la réduction du temps d'examen et la qualité des images IRM.

    Lien vivioconférence

  • 2020
    10th December

    "Soutenance de thèse: Nouvelles approches de marquage au fluor 18 et développement d’un radiotraceur pour l’imagerie TEP"

    2:00 pm
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay & Visioconférence

    Rémi Pelletier Chimiste

    Résumé de thèse

  • 2020
    9th October

    "Soutenance de thèse: Imagerie translationnelle pour la mise en évidence des répercussions pharmacocinétiques des transporteurs de médicaments"

    2:00 pm
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay

    Dr. Solène Marie Pharmacienne

    La distribution des médicaments du sang vers les tissus, où ils exercent leurs effets pharmacologiques et/ou toxiques, implique souvent des transporteurs qui régulent leur passage membranaire. Les transporteurs Organic AnionTransporting Polypeptide (OATP), avec d’autres systèmes de transporteurs hépatocytaires, participent à l’élimination hépatique de nombreux médicaments. Certains OATP ont été retrouvés dans d’autres organes où leurs répercussions
    pharmacocinétiques restent mal connues. L’objectif de ce travail a été de développer des approches d’imagerie originales permettant de mesurer sélectivement l’importance du transport OATP à l’interface sang-tissu. Tout d’abord, nous avons utilisé la [99mTc]mébrofénine, un radiopharmaceutique classiquement utilisé pour la scintigraphie hépatobiliaire. Chez le rat, nous avons validé un protocole d’inhibition pharmacologique ciblé, réalisable chez l’Homme,  permettant de distinguer l’activité OATP sinusoïdale de l’activité d’excrétion biliaire, de manière non-invasive. Nous avons ensuite optimisé les méthodes d’analyse des images dynamiques TEP (tomographie par émission de positons) issues d’une nouvelle sonde substrat OATP, le [11C]glyburide, utilisée pour la première fois chez l’Homme. Une approche d’acquisition corps-entier dynamique nous a permis de quantifier l’activité OATP dans les tissus hépatiques et extra-hépatiques chez le primate puis chez l’Homme. L’imagerie translationnelle ouvre des perspectives d’études pharmacocinétiques originales, jusqu’alors inenvisageables chez l’Homme. Le développement de radiopharmaceutiques dédiés à la mesure de l’activité des transporteurs et
    l’optimisation de l’analyse des données d’imagerie qui en sont issues permettent d’en apprécier les répercussions fonctionnelles sur les étapes de distribution et d’élimination.

  • 2020
    28th September

    "Développements de détecteurs gamma pour la prochaine génération d’imageur tomographique par émission de positons"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay

    Dr. Dominique Yvon Physicien CEA-DRF/Irfu/DPP

    Dominique Yvon présentera les travaux de recherche qu’il mène avec son collègue Viatcheslav Sharyy sur les développements de détecteur de rayonnement appliqué à la tomographie par émission de positons. Il évoquera les différentes étapes qui ont permis d’arriver au projet actuel de conception d’une nouvelle génération d’instrument TEP. Cette nouvelle approche intègre une technologie de détection qui combine un cristal « Cerenkov » et scintillant, monolithique, et un système de collection de lumière ultrarapide pour viser une résolution temporelle inférieure à 100 ps – Ce qui aurait pour conséquence directe de gagner un ordre de grandeur sur le rapport signal-sur-bruit dans l’image.

Schéma de principe du détecteur « ultra-rapide » basé sur la production de lumière Cerenkov
  • 2020
    1st July

    "Cryogenic hyperpolarization of molecular agents for Magnetic Resonance Imaging"

    4:00 pm
    Location: Visioconférence

    Mohsine Mekhfi stagiaire Master BioMaps

    Magnetic resonance imaging (MRI) is a well established tool to visualize biological tissues in a non-invasive manner, generally based on the detection of Hydrogen nuclei (1H).The signal that could be detected is naturally very small, but this is often compensated by a high amount or high density of nuclei, as it is the case of water molecules (H2O) in human body. Other species than 1H such as 13C, 19F, or 17O have also a great interest in imaging  as they are implicated in a set of biological processes  (e.g. cellular respiration), and therefore, they  are an important tool to understand human physiology, establish proper diagnostic and test new treatment. Unfortunately, these nuclei cannot usually be detected due to their low concentration in biological tissues. The aim of this project is to increase the sensibility of MRI toward these low concentration atoms, and to do so, the idea is to prepare solution containing 13C for example (marked to a bio-molecules of interest) by exposing  them to a high magnetic field/ very low temperature, also known as brute force hyperpolarization. Once the equilibrium is eventually reached, the solution is ready to be administered prior to imaging metabolic process.

  • 2020
    17th June

    "Incertitude en reconstruction TEP"

    4:00 pm
    Location: Visioconférence

    Dr. Marina Filipovic-Pierucci post-doctorante BioMaps

    En imagerie TEP, les données acquises sont peu nombreuses et contiennent plusieurs types de bruit au sens large. Par conséquent, quand on veut reconstruire une image de la répartition du traceur dans le corps du patient à partir de ces données, il est judicieux de prendre en compte l'incertitude statistique des données. D'habitude, on modélise tout le processus d'imagerie (la relation entre l'image et les données acquises, le bruit) et on utilise des algorithmes d'optimisation pour estimer une image "optimale" qui correspondrait aux données acquises. On aimerait savoir à quel point on peut faire confiance à cette image estimée et aux valeurs de concentration du traceur obtenues pour les différentes régions dans le corps. Souvent, on a tendance à mettre sous le tapis l'incertitude et les imperfections de nos estimations, parce qu'on ne sait pas comment les gérer, alors que de nombreuses approches statistiques ont été développées spécifiquement pour cela.

TEP "optimale" axiale, qui présente une tumeur au niveau du tronc cérébral. L'unité de l'intensité des voxels est le SUV.
Image d'incertitude. L'intensité de voxel représente la déviation standard associée à chaque voxel.
  • 2020
    10th June

    "Multi-frequency MRE for absolute quantitation and optimal tissue discrimination: a multi-platform phantom study"

    4:00 pm
    Location: Visioconférence

    Fatiha Andoh doctorante BioMaps

    The knowledge of the viscoelastic parameters of biological tissues can provide valuable insights in pathophysiology, clinical diagnosis, staging and classification, therapeutic monitoring and interventional support for many diseases because most of pathological processes are generally accompanied by changes in the mechanical properties. Magnetic Resonance Elastography (MRE) makes it possible to map these mechanical properties of biological tissues by recording the displacement fields generated by a mechanical wave travelling trough them. In spite of successful applications in the clinic, the spread of MRE is undermined by the lack of accuracy and precision of the extracted measurement on a voxel basis. This seminar will be the opportunity to highlight recent results allowing to assess MRE repeatability, reproducibility and robustness over the extracted shear velocity and elastic moduli.

Displacement fields measured with MRE in a liver fibrosis calibration phantom on the Philips 1.5 T MRI system
  • 2020
    4th June

    "Soutenance de thèse: Dynamic PET/MRI integration for a new multiparametric approach of tumor heterogeneity in non-small cell lung cancer (NSCLC)"

    10:00 am
    Location: Visioconférence

    Dr. Florent Besson MCU-PH-doctorant BioMaps

    Tumor heterogeneity is an important factor of progression and resistance to treatment. Multiparametric PET-MRI imaging offers unique opportunities to characterize biological cellular processes, but has never been evaluated at the regional level in Non-Small Cell Lung Cancer (NSCLC), the leading cause of oncological death. A simultaneous dynamic multiparametric 18F-FDG PET-MRI approach has been developed to this end. This approach required the “in-house” implementation of the reference absolute PET quantitative method of glucose metabolism (Sokoloff's tri-compartmental model); the development of a method for correcting geometric distortions in diffusion weighted imaging, validated on phantom and clinically tested; the phantom validation of quantitative MRI methods (T1/T2 relaxometry), also clinically tested; and the "in-house" implementation of the Tofts compartmental model (extended version) for the evaluation of tumor vascularization by dynamic perfusion MRI. The results of our work, performed at the regional intratumor level, illustrate the heterogeneity of the regional interlinks between glucose metabolism and vascularization in NSCLC, two fundamental biological hallmarks of tumor progression, and show that an unsupervised tumor partitioning by Gaussian mixture model, integrating all the PET-MRI biomarkers of this project, individualizes 3 types of supervoxels, whose biological signature can be predicted with 97% accuracy by 4 dominant PET-MRI biomarkers, revealed by metaheuristic machine learning methods.

  • 2020
    3rd June

    "Nouvelle méthode de caractérisation non-linéaire d'antennes supraconductrices basée sur l'imagerie par résonance magnétique"

    4:00 pm
    Location: Visioconférence

    Dr. Aimé Labbé post-doctorant BioMaps

    L’imagerie par résonance magnétique à haute-résolution (~100 µm)³ comporte un intérêt considérable pour la recherche clinique et préclinique, mais souffre d’un important manque de sensibilité. Pour améliorer la sensibilité de l’expérience d’IRM, une approche est d’utiliser des antennes miniatures en céramique supraconductrice. Un enjeu important du développement de cette technologie porte sur le découplage de l’antenne supraconductrice (utilisée en réception) de l’antenne d’émission. La méthode de découplage développée au laboratoire exploite les propriétés non-linéaires des supraconducteurs afin de désactiver l’antenne pendant la phase d’émission. Une bonne caractérisation des propriétés électriques de l’antenne est donc essentielle. Au cours de ce séminaire confiné, nous allons décrire et illustrer par quelques résultats une nouvelle méthode de caractérisation exploitant les artéfacts d’imagerie causés par le couplage et permettant de remonter aux propriétés électriques non-linéaires de l’antenne : facteur de qualité et résistance en fonction de la puissance incidente.

Comparaison entre des images IRM expérimentales (gauche) et simulées (droite) pour des durées croissantes d’impulsions radiofréquences à puissance fixe. Les artéfacts observés dépendent continument de la durée d’impulsion et permettent de remontrer aux propriétés électriques de l’antenne. L’antenne est une référence en cuivre et l’échantillon est un fantôme d’eau de 1 ml.
  • 2020
    27th May

    "Caractérisation mécanique des tissus biologiques"

    4:00 pm
    Location: Visioconférence

    Dr. Steve Beuve post-doctorant BioMaps

    L’élastographie est une science qui vise à évaluer ou mesurer les propriétés mécaniques de tissus biologiques afin de détecter ou suivre l’évolution de pathologies.  La présentation du quatrième séminaire confiné présente deux modalités de mesure du module de cisaillement. Une première mesure globale dans le cas d’un champ d’onde complexe se propageant  dans un fantôme puis une seconde locale utilisant les méthodes d’élastographie passive dans le plan transverse de la thyroïde.

Dispositif de génération d’ondes de cisaillement dans un fantôme tissulaire. Spectre de la vitesse particulaire dans le fantôme lors du passage des ondes de cisaillement pour 6 fréquences f=[83 101 116 138 153 178] Hz.
  • 2020
    20th May

    "Dynamic PET"

    3:00 pm
    Location: Visioconférence

    Zacharias Chalampalakis doctorant BioMaps

    Dynamic PET allows quantification of kinetic parameters that describe functions of the body at the molecular level by use of probes/radiopharmaceuticals. Whole-body dynamic imaging can extend research and clinical studies to study functions over the whole body. But it also poses various problems, especially for creation of parametric images, caused by low count statistics and limitations from the PET systems axial field of view. Optimised acquisition protocols and novel reconstruction algorithms have been developed and tested on PET/MR dynamic whole-body protocols at SHFJ, to reduce quantification bias and improve image quality of parametric imaging. Results so far show significant improvement in image quality, comparable to single organ PET studies, with similar quantification accuracy.

  • 2020
    6th May

    "Flexible multi-turn multi-gap coaxial RF coils: design concept and implementation for Magnetic Resonance Imaging at 3 and 7 Tesla"

    2:00 pm
    Location: Visioconférence

    Lena Nohava doctorante BioMaps/Université de Vienne

    Multi-turn multi-gap coaxial coils (MTMG-CCs) are flexible, form-fitting radio frequency (RF) coils for MRI extending the concept of the single-turn single-gap CC. It is demonstrated that the design enables free choice of the coil diameter, and thus, optimizing it for the application to a certain anatomical site, while operating at the self-resonance frequency. An equivalent circuit for MTMG-CCs is modeled and electromagnetic simulations are used to investigate the functioning principle of the MTMG-CC. Standard copper wire loop coils and flexible CCs made from commercially available coaxial cable types with diameters between 4 and 15 cm were fabricated as receive-only coils for 3 T and transmit/receive coils at 7 T. SNR, transmit efficiency, and active detuning performance of CCs and standard loop coils were compared in bench tests and MR experiments. MTMG-CCs can be sized to optimize sensitivity, are flexible and lightweight, and could therefore enable the fabrication of wearable coils with improved patient comfort.

  • 2020
    29th April

    "Echographie multiparamétrique du diaphragme"

    2:00 pm
    Location: Visioconférence

    Thomas Poulard doctorant BioMaps/Institut de myologie

    Mesurer la pression générée par le diaphragme est un enjeu clinique majeur, qui repose cependant sur des techniques invasives et peu utilisées. A travers ce travail, nous étudions dans quelles mesures l'échographie multi-paramétrique permet d'évaluer la contractilité du diaphragme de manière non-invasive. Nos efforts se sont concentrés sur les techniques d'élastographie par ondes de cisaillement appliquée chez le patient en réanimation, ainsi qu'à l'échographie ultrarapide permettant d'observer le comportement du diaphragme lors de stimulations magnétiques.

  • 2020
    6th February

    "Pushing the physical limits of Shear Wave Elastography"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay

    Dr. Javier Brum Maître de conférence de l'Université de Montevideo, Uruguay 

    For medical diagnosis, many techniques were developed within the past two decades for the noninvasive assessment of the tissue shear elasticity μ. These techniques are commonly denominated shear wave elastography (SWE). To provide a quantitative estimation of μ, SWE uses shear wave propagation inside the tissue, because under the hypothesis of an elastic, isotropic homogenous medium, the shear wave speed cT is directly linked to μ. However, in several medical applications the above physical hypothesis are not valid: tissue is viscoelastic, anisotropic and inhomogeneous. During this talk I will present some of the work me and my collaborators have been doing to push the physical limits of SWE. First I will present shear wave propagation in boundary sensitive organs, where waves are guided showing velocity dispersion effects. Second I will show how it is possible to simultaneously measure the viscoelastic properties of tissue using Supersonic Imagine (SSI). Finally, I will present a new approach termed “passive elastography” which is based on physiological noise correlation and time reversal of shear waves. 

  • 2020
    27th January

    "Immuno-radiothérapie et imagerie"

    11:00 am
    Location: Salle verte, SHFJ, Orsay

    Pr. Eric Deutsch de l'Institut Gustave Roussy