The invention relates to polymerized micelles of size inferior to 100 nm for in vivo diagnosis, in particular of cancer. The polymerized micelles of the invention comprise a diagnostic agent and an amphiphilic polymer obtainable by the polymerization of an amphiphilic monomer, said monomer comprising: a lipophilic chain comprising a polymerizable vinylic or diacetylenic group, and a hydrophilic head comprising a polyoxyethylene or polyoxypropylene chain. The invention finds application in the pharmaceutical field, in particular.La présente invention concerne des micelles polymérisées de taille inférieure à 100 nm destinées à des applications de diagnostic in vivo, en particulier de cancers. Les micelles polymérisées de linvention comprennent un agent de diagnostic et un polymère amphiphile obtenu par polymérisation dun monomère amphiphile, ledit monomère comprenant : une chaîne lipophile comportant un groupe vinylique ou diacétylénique polymérisable et une tête hydrophile comportant une chaîne polyoxyéthylène ou polyoxypropylène. Linvention trouve son application en particulier dans le domaine pharmaceutique.