Méthodes optiques d'exploration des tissus biologiques : spectrometrie des tissus cérébraux au moyen des sondes miniatures à fibres optiques et imagerie par tomographie optique cohérente

Optical methods of biological tissues investigation. Spectrometry of cerebral tissu with small optical probes and Imaging by Optical Coherence Tomography

• Auteur / Autrice : Adrian Bradu
• Direction : Jacques Derouard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015) en cotutelle avec Universitatea Alexandru Ioan Cuza (Iaşi, Roumanie)

Résumé

Nous abordons dans ce memoire deux methodes d'exploration des tissus biologiques. Premierement nous presenterons une technique spectroscopique invasive d'investigation des tissus cerebraux profonds. Cette technique utilisant des sondes optiques en miniature tire partie de la forte retrodiffusion de la lumiere par les tissus biologiques. Ainsi, l'attenuation lumineuse qu'on mesure experimentallement contient des informations non seulement sur les proprietes de diffusion mais aussi sur les concentrations des chromophores qu'ils contiennent. Le resultat est la posibilite d'envisager la mise en oeuvre d'une methode d'observation directe de certains paramatres hemodynamiques dont la saturation tissulaire en oxygene ou la concentration en hemoglobine totale. Deuxiemement nous presenterons une methode d'imagerie des tissus biologiques en particulier de l'oeil: la tomographie optique coherente. Sa technique tire partie de proprietes de coherence de la lumiere. Ainsi, l'interference constructive des faisceux lumineux provenant de deux bras d'un interferometre de type Michelson donne naissance a un signal contenant des informations sur la reflectivite provenant d'un domaine spatial de la cible limite par la longueur de coherence de la source. En utilisant ces bases theoriques nous avons mis en oeuvre un system OCT rapide utilisant un scanner resonant

We present in this thesis two optical methods of biological media investigation. First, we present an investigation invasive technique of the deep cerebral tissues. This technique using small optical probes is based on the strong light backscattering by the biological tissues. Thus, the measured light attenuation contains information on scattering properties of the medium but also on chromophores' concentrations. As a result, it seems possible to envisage a method of direct observation of some physiological parameters as the tissue oxygen saturation or hemoglobine concentration. Second, we present an imaging technique of the biological tissues, particulary used for eye imaging: the optical coherence tomography. This technique is based on the coherence properties of the light. Thus, the interfernce of the light from the two arms of a Michaelson interferometer give a signal containing informations on the reflectivity of a spatial domain of the target limited by the coherence length of the light source. Using this approach we built and characterised a fast OCT system using a resonant scanner.