Reconstruction d'image pour l'acousto-optique vers une imagerie quantitative
Institution:
Paris Sciences et Lettres (ComUE)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The optical properties of biological tissues are of significant clinical interest. Such media are highly scattering to the near-infrared light which offers the required contrast, and consequently purely optical approaches to imaging tissues at depth suffer from limited spatial resolution. Acousto-optic imaging is a multi-modal technique which overcomes this problem by combining the optical contrast of near infra-red light with the spatial resolution of ultrasound, permitting millimetre resolution at depths of several centimetres. Raw measurements made using the acousto-optic technique are corrupted by the varying optical fluence in the medium. By using inverse problem base reconstructions algorithms, it is possible to reconstruct a map of the absorption coefficient inside the medium. My PhD is conducted between Institut Langevin, in Paris, where my acousto- optics imaging setup is and the Medical Physics and Bioengineering lab in UCL, in London where I work on the reconstruction algorithms in order to achieve quantitative measurement.
Abstract FR:
La localisation par la Lumière d’objets millimétriques ou sub-millimétriques dans des milieux épais fortement diffusants de plusieurs centimètres d’épaisseur est un réel challenge dans de nombreux domaines comme par exemple la Sécurité (détection de produits dangereux, détection en environnement hostile), mais aussi à la Biologie et la Médecine (détection de tumeurs, balles, études fonctionnelles, ....). La lumière apporte des informations complémentaires (spécificité, concentration, fonctionnalité) grâce à sa sensibilité spectrale, par exemple dans la fenêtre thérapeutique optique (600-1100nm). Le problème majeur est alors celui lié à la diffusion multiple de la lumière qui empêche toute imagerie conventionnelle. La localisation peut cependant être obtenue en appliquant simultanément une excitation ultrasonore (US), balistique dans ces milieux jusqu’à la dizaine de MHz, et en mesurant la quantité de lumière qui a été marquée par les US suite à l’effet acousto-optique (essentiellement un décalage de fréquence sur la porteuse laser). Cette technique est étudiée sous plusieurs angles par quelques laboratoires dans le monde et notamment de manière expérimentale par une équipe à l’Institut Langevin à Paris et de manière numérique au Laboratoire Medical Physics and Bioengineering, UCL à Londres. L’objectif de ma thèse est de mettre en commun le savoir-faire des deux équipes afin d’obtenir des mesures quantitatives des propriétés optiques locales de milieux diffusant.