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Etude et réalisation d'un système optoélectronique pour l'imagerie fonctionnelle

Proposé par: Olivier ROMAIN
Directeur de thèse: Sylvain Feruglio
Directeur de thèse: Olivier ROMAIN
Unité de recherche: UMR 7606 Laboratoire d'informatique de Paris 6

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Projet

Domaine : Département Sciences et technologies de l’information et de la communication Secteur : Mathématiques, STIC, nanotechnologies Thème : Systèmes complexes Sous-thème : Nanocomposants et systèmes électroniques

L’imagerie fonctionnelle est une technique d’imagerie permettant de visualiser l’activité des tissus nerveux. Cette activité étant un processus énergétique qui nécessite une dépense d’oxygène, des modifications de la composition locale du sang sont observables à travers les propriétés optiques du milieu. Cette thèse porte sur le développement d’un système optoélectronique répondant à cette application. Il sera ensuite testé in-vivo, dans un premier temps, et, idéalement, in vitro dans un second temps.

Enjeux

Le premier enjeu se situe au niveau projet dans lequel s’intègre cette réalisation, à savoir l’imagerie optique implantable pour l’imagerie fonctionnel et, plus particulièrement, la détection et l’aide au diagnostique et au traitement local des traumatismes médullaires. En effet, suite aux premiers travaux réalisés, la faisabilité de ce type d’imagerie a été prouvée. Elle présente un intérêt réel pour le monde de la médecine, puisque les informations obtenues n’étaient jusqu’alors pas accessibles. Toutefois, le succès d’une telle imagerie ne peut se faire que sous la condition de pouvoir réaliser un système optoélectronique à très faible encombrement et à faible consommation. Le second enjeu se situe au niveau du système intégré d’émission et de réception. La source lumineuse, idéalement intégré, devra pouvoir couvrir un spectre allant du visible au proche infrarouge. D’autre part, par rapport à l’état de l’art dans les domaines de la photodétection et de l’instrumentation, nous souhaitons développer une architecture de pixel qui permette un contrôle de la réponse spectrale où l’électronique de lecture associe un contrôle de gain et du temps d’intégration. De plus, il est attendu que ce système soit robuste à la diaphotie inter-pixel et au bruit des alimentations.

Ouverture à l'international

Ce projet de thèse s’inscrit dans une collaboration nationale et internationale avec le LIF et le LINEM.

Remarques additionnelles

Le candidat doit avoir un gout prononcé pour l’électronique (analogique, en particulier). Il devra avoir les notions de base en physique des semiconducteurs. La maîtrise d’outils tels que Matlab et Cadence est indispensable. Une première expérience dans le domaine des capteurs optiques intégrés est souhaitable. Une connaissance de TCAD de Synopsis ou Silvaco serait un plus.

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