Instrumentation optique pour la caractérisation des tissus : analyse de la complémentarité et des limites techniques de fluorescence hyperspectrale et de Tomographie Optique Cohérente en vue de leur intégration multimodale.

Optical instrumentaation for biological tissues caracterization : Complementarity and limits analysis of hyperspectral fluorescence technic and otpical coherence tomography for multimodal integration

• Auteur / Autrice : Jérémy Méteau
• Direction : Bruno Wacogne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Optique et photonique
• Date : Soutenance le 08/07/2014
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur et microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) - Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Jury : Président / Présidente : Hervé Maillotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bruno Wacogne, Hervé Maillotte, Isabelle Verrier, Dominique Barchiesi, Christian Pieralli, Luc Froehly, James Dat, Serge Monneret
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Isabelle Verrier, Dominique Barchiesi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie hyperspectrale

Imagerie en autofluorescence

Mots clés libres

Autofluorescence

Hyperspectral

Tomographie optique coherente

Imagerie

Instrumentation

Dispersion

Optical Coherence Tomography

Dispersion

Résumé

L'objectif de ce travail de recherche est le développement d'un système fibré d'imagerie point par point d'auto fluorescence multi-excitation, de tissus biologiques en utilisant la technique de fluorescence hyperspectrale et l'étude d'un système de tomographie optique cohérente comme possible modalité supplémentaire. La première partie de ce rapport présente les propriétés optique des tissus biologiques et les fluorophores pertinents pour la détection de tumeurs cancéreuses. La deuxième partie présente l'instrumentation du système d'imagerie de fluorescence et l'analyse hyperspectrale des résultats obtenus in vitro.Il est démontré la pertinence de ce type d'analyse qui permet de déterminer la concentration de certains fluorophores. La troisième partie présente le système de tomographie optique cohérente appelé "scan free" OCT car il permet de réaliser des images sans déplacement d'éléments optiques. Ce système est caractérisé et présente des fonctionnalités intéressantes comme la compensation de la dispersion dépendante de la profondeur. Les divers résultats obtenus montrent que ces deux techniques sont complémentaires car elles apportent des informations de nature différentes. La première technique donne de se informations sur la composition biochimique des tissus, la seconde donne des information sur la structure.

The aim of this activity is the development of a mono point imaging fiber system which uses hyperspectral multi-excitation auto fluorescence technique for biological tissues and the study of an Optical Coherence Tomography system like another modality. At first, this report presents the optical properties of biological tissues and the relevant fluorophores for cancerous tumors detection. Secondly, the fluorescence imaging system instrumentation and hyperspectral analysis are presented with in vitro results. The third part presents the "scan free" optical coherence tomography system which is able to image without optical displacement. It's characterized and have interesting functionality like depth dependant dispersion compensation. These both techniques are complementary because they get different kind of information. The information of the first one is about biochemical composition of the tissues and the information of the second one is about the stucture.