Thèse soutenue

Spectroscopie optique résolue en temps et en fréquence de structures tissulaires homogènes et hétérogènes : modélisation et simulation par la méthode des éléments finis : application au diagnostic médical
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Auteur / Autrice : Vianney Piron
Direction : Jean-Pierre L'Huillier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : ?
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Paris, ENSAM
Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École nationale supérieure d'arts et métiers (Angers)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La nécessité de trouver des méthodes non invasives plus performantes que les méthodes actuelles de détection de cancer du sein a accéléré le développement de la spectroscopie proche infrarouge durant ces dernières années. Elle offre la possibilité, du fait de la faible absorption des structures tissulaires dans cette plage de longueurs d'onde, d'étudier les propriétés d'un tissu en observant la propagation d'une onde laser comme celle d'une source lumineuse diffusée par les particules composant le milieu. Les photons ainsi diffusés obéissent à l'équation de diffusion. Dans ce manuscrit, un modèle basé sur la méthode des éléments finis est développé afin de modéliser la propagation de la lumière dans les géométries tissulaires les plus couramment rencontrées. Ce modèle permet, d'une part d'investiguer la détection de structures perturbatrices insérées dans le slab d'épaisseur d, d'autre part de caractériser des paramètres physiologiques en déterminant les propriétés optiques des tissus semi-infinis bicouches. Deux méthodes de détection sont proposées : une méthode de fenêtrage temporel et une méthode fréquentielle. Ces deux techniques, en tenant compte du bruit de mesure, offrent des possibilités de détection latérale de l'ordre de 0,12d. Une méthode de discrimination en profondeur est aussi proposée. Celle-ci s'appuie sur des fonctions révélées à partir de l'observation du temps de vol moyen des photons. Dans le cas d'un milieu bicouche, l'épaisseur du tissu adipeux influe sur la mesure du coefficient d'absorption mua de la couche musculaire. Une loi de détermination de a en fonction de l'épaisseur de graisse est proposée pour des structures musculaires réalistes.