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Laboratoire/Entreprise : LIS-UMR 7020
Durée : 4 à 6 mois
Contact : marc-emmanuel.bellemare@lis-lab.fr
Date limite de publication : 2023-12-31

Contexte :
Dans le cadre d’un projet collaboratif de recherche biomédicale sur l’endocardite infectieuse (EI) nous souhaitons développer une approche par réseaux profonds (deep-learning) pour la segmentation d’images de microscopie électronique à balayage dans le but d’analyser l’ultrastructure de valves cardiaques.
Ce projet s’appuie sur une collaboration entre le laboratoire Informatique et Systèmes (LIS), expert dans l’analyse d’image, et le laboratoire Mephi (IHU Méditerranée Infection), expert en microbiologie et en microscopie électronique. L’EI est une pathologie grave, associée à un diagnostic difficile et une grande mortalité (Habib 2019). L’EI est caractérisée par une infection bactérienne ou fongique de l’endocarde avec une destruction des valves cardiaques et la formation d’un dépôt fibrino-plaquetaire inflammatoire et infecté, ou végétation. La microscopie électronique à balayage (MEB) est une technique de microscopie électronique capable de produire des images en haute résolution de la surface d’un échantillon (lien). Par une approche innovante par MEB, on a démontré une hétérogénéité de l’ultrastructure des vegetations d’EI qui dépend du microorganisme infectieux (Hannachi 2020 ; vidéo). Cette approche innovante a ainsi montré sa force mais elle s’appuie sur une analyse experte des images qui reste manuelle et fastidieuse.

Sujet :
L’objectif du stage est de développer une méthode à base de réseaux profonds pour accélérer l’analyse des images des végétations, c’est-à-dire pour identifier et quantifier automatiquement les éléments biologiques présents (plaquettes, fibrine, globules, bactéries). Nous nous proposons d’utiliser une architecture qui permettra à la fois la détection et la segmentation des objets d’intérêt dans l’image. L’entrainement de réseaux profonds demande une quantité importante d’images annotées. Le nombre des images disponibles étant limité, il s’agira alors de mettre en œuvre une stratégie d’augmentation de données qui pourrait profiter d’une architecture GAN (Hostin 2023). Aussi dans le cadre de ce stage les 2 types d’architectures seront considérées, une architecture d’analyse d’images pour détecter les microbes et une architecture générative pour son entrainement.

Financement:
Le stagiaire recevra la gratification d’usage, de l’ordre de 600€ par mois, prise en charge par l’institut d’établissement Marseille Imaging.

Candidature :
Les candidats sont invités à transmettre leurs candidatures par mél. Le dossier de candidature comprendra un CV détaillé, une lettre de motivation pour le projet et les derniers relevés de notes.

Profil du candidat :
Le candidat ou la candidate de niveau Bac+5, formé(e) au traitement des images, sera intéressé(e) par un projet pluridisciplinaire et l’imagerie médicale.

Formation et compétences requises :
La programmation des algorithmes se fera avec le langage python et les réseaux profonds seront développés avec l’API PyTorch. Des compétences en classification ou en mathématiques appliquées seront particulièrement appréciées

Adresse d’emploi :
Le stage se déroulera à Marseille dans les locaux de l’équipe Image & Modèles du LIS à St Jérôme (site de Polytech’) ou dans ceux de l’équipe MEPHI de l’IHU Méditerranée Infection, selon les besoins.

Laboratoire d’Informatique et Systèmes – LIS – UMR CNRS 7020 – Aix-Marseille Université
Campus scientifique de St Jérôme – Av. Escadrille Normandie Niemen -13397 Marseille Cedex 20
www.lis-lab.fr

Document attaché : 202311171631_Sujet_Master2_SegmentationAugmentationDL-SEM.pdf