Liste des cours

Aspects quantitatifs de la physiologie liés aux modèles et technologies diagnostiques et thérapeutiques.  Le contenu cible les grands systèmes : cardiovasculaire, respiratoire, neuro-musculaire, sensoriel (audition, vision) et rénal.

Principes et objectifs.  Modèles mathématiques de systèmes physiologiques.  Processus de modélisation, identification, conception des modèles, estimation des paramètres, validation.  Exemples d’application.

Transport membranaire, modèle d’Hodgkin-Huxley, canaux ioniques, propagation du potentiel d’action, récepteurs sensoriels, transmission synaptique.  Les potentiels extracellulaires: électrocardiogramme, électroencéphalogramme, électromyogramme.  Problèmes inverses.

Méthodes d’analyse des systèmes linéaires et non linéaires:  rétroaction, fonction de transfert, réponse en fréquence, linéarisation, stabilité.  Application à l’étude de systèmes physiologiques.

Modèles de formation d’images établissant les liens physiques entre les caractéristiques des tissus et leur images observées par radiologie, médecine nucléaire, échographie, tomographie axiale, résonance magnétique nucléaire, les problèmes inverses.

Introduction à l’analyse et la quantification d’images appliquées à la microscopie par fluorescence de cellules et de tissus. Concepts de programmation, manipulation et traitement d’images numériques, filtrage, segmentation, détection, identification.

Instrumentation, principes et traitement de donnés d’imagerie médicale. Principes fondamentaux de microscopie et nanoscopie, travaux pratiques en microscopie moderne, technologies de fluorescence, programmation en Matlab, traitement d’images.

Technologies et plateformes d’organe sur puce pour la modélisation in vitro de tissus sains et malades, avec applications pour le cœur, la microvasculature, les artères, le poumon, le foie, les muscles, le cerveau et les nerfs, le rein, la vessie et la peau.

Les développements biomédicaux et l’éthique de la recherche; les grands textes régulateurs; le rapport éthique et technoscience; l’évaluation éthique d’un projet; l’intégrité scientifique du chercheur.

Types de recherche en génie. Attentes du projet de maîtrise. Définition du projet de recherche. Contexte du projet et pertinence de la contribution. Revue de littérature. Approches méthodologiques. Planification du projet. Propriété intellectuelle. Aspects éthiques. Achèvement du projet. Évaluation par les pairs. Rédaction du résumé du projet. Présentation d’une demande d’aide financière. Publication. Présentation des résultats. Ressources entrepreneuriales.

Identification des différentes sources d’information scientifique et technique. Techniques de recherche, de repérage et de filtrage de l’information. Stratégies, démarches et outils pour la réalisation d’une revue de la littérature et pour établir l’état de l’art technologique. Traitement et utilisation éthique et légale de l’information. Diffusion et valorisation de l’information pertinente. Mise en place d’activités de veille. Grands principes de l’analyse critique d’un article scientifique.

Rappels de traitement de signal et d’estimation : acquisition, échantillonnage, filtrage, signaux aléatoires, estimation spectrale. Application aux données, images et signaux biomédicaux : détection et restauration de signaux biologiques, traitement d’images médicales, reconstruction tomographique, reconnaissance de formes, compression de signaux biologiques.

Introduction à la réadaptation et aux outils d’évaluation dans ce domaine. Analyse du mouvement. Modélisation et analyse cinématique/dynamique du corps humain.  Robotique de réadaptation. Orthèses et prothèses. Audiologie/orthophonie. Étapes d’un projet de recherche et de développement en génie de la réadaptation.

Biomécanique du vivant de l’échelle macro à nano. Concepts de nanomécanique. Biothermodynamique appliquée aux processus biologiques et au transport. Microhydrodynamique et microfluidique en biologie et en biomécanique. Mécanobiologie du système musculosquelettique et du système circulatoire. Biomécanique de l’évolution biologique. Applications.

Students learn about emerging biomedical technologies such as imaging, genetics, prosthetics, big data and artificial intelligence by reading research articles and talking to the people behind them.

Presentation of new and/or emerging technologies in the field of biomedical research, description of new technologies, proteomics, genomics, biosensors, genome editing, cold plasma, three-dimensional printing, tissue engineering, translational research

3D reconstruction systems from multimodal medical images. Passive vision systems. Medical image registration. 3D reconstruction from image sequences. Active vision systems. Applications to 3D reconstruction of anatomical structures from medical images.

Introduction à la robotique médicale, aux chirurgies assistées par les robots et aux interventions assistées par ordinateurs. Conception de systèmes robotisés pour des applications médicales. Modalités de contrôle. Concepts de cinématique. Chirurgies minimalement invasive. Interventions assistées par l’imagerie médicale. Visualisation et réalité augmentée. Recalage robotisé. Applications.

Plasma physics and technology. Fundamentals and techniques of modern diagnostics: fundamentals of spectroscopy, state of the art plasma diagnostics, diagnostics of reactive liquids. Plasmas in life science & biophysics: plasma synthesis of biocompatible materials, therapeutic applications of plasmas, fundamentals of bacterial inactivation by plasmas and plasma agriculture, fundamentals of plasma-cell interaction. Biophysical diagnostics: microscopy and sample preparation.

Modélisation par éléments finis en biomécanique. Modélisation géométrique. Lois de comportement des matériaux biologiques, hyper-élasticité, anisotropie. Modélisation des processus d’adaptation des tissus. Optimisation topologique de pièces. Identification des propriétés mécaniques par approche inverse. Modélisation par éléments finis des écoulements fluides.

Biomécanique du vivant. Viscoélasticité des tissus biologiques. Méthodes d’analyse du comportement mécanique des tissus biologiques. Champs de déformation par imagerie optique et échographie. Tomodensitométrie. Imagerie par résonance magnétique. Élastographie. Mécanobiologie des tissus cartilagineux et osseux. Biomécanique de l’évolution biologique. Biothermodynamique appliquée aux processus biologiques.

Conception des circuits intégrés pour les systèmes implantables servant à la surveillance et à l’électrostimulation neuromusculaire. Éléments de physiologie. Électrodes et capteurs. Circuits d’interfaces. Principes biophysiques de la stimulation électrique et magnétique neuromusculaire. Circuits électroniques des stimulateurs neuronaux pour le système nerveux central et le système nerveux périphérique.

Design of integrated systems for the measurement and stimulation of the nervous system. Basics of brain physiology. Electrodes and sensors. Biophysical principles of neural or neuromuscular electrical stimulation. Neural stimulators and applications.

Imagerie à rayons X. Médecine nucléaire. Tomographie d’émission de positron. Imagerie ultrasonore. Imagerie par résonance magnétique. Imagerie fonctionnelle. Nouvelles techniques d’imagerie, imagerie optique diffuse et application pour détecter l’activité métabolique.

Classes de biomatériaux : polymères, composites, métaux, alliages, céramiques. Thermodynamique et cinétique de la corrosion et de la dégradation des biomatériaux. Formes de corrosion des matériaux d’implants. Modes de dégradation des biomatériaux. Prévention de la corrosion et de la dégradation. Choix des biomatériaux. Études de cas.

Réponse de l’hôte aux corps étrangers. Inflammation, réponse des macrophages et cascade de coagulation. Immunoisolation en thérapie cellulaire. Hémocompatibilité des implants cardio-vasculaires. Biocompatibilité des implants orthopédiques. Biocompatibilité des nanomatériaux. Neuroprothèses et implants électroniques. Nanodispositifs et senseurs biomédicaux. Biomatériaux émergents. Infections nosocomiales.

Concepts de biocompatibilité et de bio-fonctionnalité des matériaux. Classes de matériaux utilisés en médecine. Tissus et cellules biologiques. Réactions de l’hôte aux biomatériaux et leur évaluation. Essais biologiques des biomatériaux. Dégradation des matériaux dans un environnement biologique. Applications à la conception de dispositifs médicaux et d’organes artificiels. Aspects pratiques et classification réglementaire des biomatériaux et des dispositifs médicaux. Développement durable et éthique en biomatériaux.

Système immunitaire (SI). Réponse immunitaire innée et adaptative. Composants du SI: soi et non-soi, protéines membranaires, cellules de l’immunité , organes du système immunitaire, molécules du système immunitaire. Maladies liées au système immunitaire. Problème du rejet de greffe. Applications des principes du SI. Applications en santé ou immunothérapie et vaccination. Biomatériaux implantés dans l’organisme. Types de réactions immunitaires face à ces biomatériaux.

Introduction à l’imagerie médicale. Signaux et systèmes. Critères d’analyse de la qualité des images. Filtrage d’images. Restauration d’images. Segmentation d’images médicales : détection de contours, détection de lignes par transformée de Hough, techniques de seuillage, segmentation de régions, segmentation par la transformée Watershed. Recalage d’images médicales. Visualisation 3D d’images médicales.

Administration de médicaments : systèmes classiques et nouvelles méthodes nanomédicales, identification de thérapeutiques et systèmes de transport des gènes. Cellules souches. Génie tissulaire. Application des biomatériaux pour la régénération. Bases moléculaires et biochimiques de la vascularisation et de l’angiogenèse. Applications.

Optique moderne. Interaction de la lumière avec la matière. Instrumentation en biophotonique.  Microscopie confocale, non-linéaire et multiphotonique. Applications diagnostiques (spectroscopie, tomographie, endoscopie et microscopie) et thérapeutiques (thérapie photodynamique et ablation par laser).

Physical concepts nanotechnology. Fabrication and functionalization of metallic and semiconductor nanomaterials. Bioplasmonics. Optical nano-sensors. Biomedical nanophotonics. Biomedical nano-magnetism. Ethics and social impact of biomedical nanotechnologies.

Introduction aux microsystèmes dédiés aux applications biologiques et aux laboratoires sur puces. Miniaturisation et effets d’échelle. Techniques de microfabrication et de fonctionnalisation de surfaces. Propriétés des écoulements visqueux. Diffusion, convection et réaction dans les milieux aqueux. Capillarité. Effets électrocinétiques sur puces. Composantes de circuits microfluidiques. Applications des principes étudiés à la conception de biomicrosystèmes.

Notions d’épidémiologie clinique. Évaluation de l’efficacité des technologies de traitement. Technologies de diagnostic. Biostatistique: tests d’hypothèse, puissance et taille des échantillons; analyse multivariée, régression, corrélation. Éthique de la recherche.

Notions d’épidémiologie clinique. Évaluation de l’efficacité des technologies de traitement. Technologies de diagnostic. Biostatistique: tests d’hypothèse, puissance et taille des échantillons; analyse multivariée, régression, corrélation. Éthique de la recherche. Cours donné en anglais.

Exposés et discussions principalement centrés sur les projets de recherche des étudiants à la maîtrise en génie biomédical. Discussions sur des publications récentes et participation occasionnelle de conférenciers invités.

Il est nécessaire d’avoir réalisé un projet de recherche ou un stage avant de s’inscrire au séminaire.

Exposés et discussions principalement centrés sur les projets de recherche des étudiants à la maîtrise en génie biomédical. Discussions sur des publications récentes et participation occasionnelle de conférenciers invités.

Il est nécessaire d’avoir réalisé un projet de recherche ou un stage avant de s’inscrire au séminaire.

Organisation et structure du système de santé et des services hospitaliers.  Approche systémique, utilisation de modèles et descriptions quantitatives.  Techniques et technologies utilisées dans divers secteurs.

Conférences et visites dans des hôpitaux universitaires portant sur l’organisation et le fonctionnement des services ainsi que sur les différents types d’équipement utilisés pour le diagnostic, le traitement et la surveillance des patients.