skip to main content

Acousto-optic imaging : challenges of in vivo imaging

Laudereau , Jean-Baptiste ; Institut Langevin ondes et images ; Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -ESPCI ParisTech-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) ; Université Pierre et Marie Curie - Paris VI ; Jean-Luc Gennisson ; François Ramaz

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01493690

HAL CCSD, 2016

Accessible en ligne

  • Titre:
    Acousto-optic imaging : challenges of in vivo imaging
  • Auteur: Laudereau , Jean-Baptiste
  • Autre(s) auteur(s): Institut Langevin ondes et images ; Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -ESPCI ParisTech-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Université Pierre et Marie Curie - Paris 6 ( UPMC ) ;
    Université Pierre et Marie Curie - Paris VI ;
    Jean-Luc Gennisson ;
    François Ramaz
  • Sujets: Medical imaging ; Photorefractive holography ; Spectral holeburning ; Acousto-Optic imaging ; Ultrasound ; Scattering media ; Imagerie acousto-optique ; Ultrasons ; Milieux diffusants ; Holographie photoréfractive ; Holeburning spectral ; Imagerie medicale ; [ PHYS.MECA.ACOU ] Physics [physics]/Mechanics [physics]/Acoustics [physics.class-ph]
  • Fait partie de: https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01493690
  • Description: Biological tissues are very strong light-scattering media. As a consequence, current medical imaging devices do not allow deep optical imaging unless invasive techniques are used. Acousto-optic (AO) imaging is a light-ultrasound coupling technique that takes advantage of the ballistic propagation of ultrasound in biological tissues to access optical contrast with a millimeter resolution. Coupled to commercial ultrasound (US) scanners, it could add useful information to increase US specificity. Thanks to photorefractive crystals, a bimodal AO/US imaging setup based on wave-front adaptive holography was developed and recently showed promising ex vivo results. In this thesis, the very first ones of them are described such as melanoma metastases in liver samples that were detected through AO imaging despite acoustical contrast was not significant. These results highlighted two major difficulties regarding in vivo imaging that have to be addressed before any clinical applications can be thought of.The first one concerns current AO sequences that take several tens of seconds to form an image, far too slow for clinical imaging. The second issue concerns in vivo speckle decorrelation that occurs over less than 1 ms, too fast for photorefractive crystals. In this thesis, I present a new US sequence that allows increasing the framerate of at least one order of magnitude and an alternative light detection scheme based on spectral holeburning in rare-earth doped crystals that allows overcoming speckle decorrelation as first steps toward in vivo imaging.
    Les tissus biologiques sont des milieux fortement diffusant pour la lumière. En conséquence, les techniques d'imagerie actuelles ne permettent pas d'obtenir un contraste optique en profondeur à moins d'user d'approches invasives. L'imagerie acousto-optique (AO) est une approche couplant lumière et ultrasons (US) qui utilise les US afin de localiser l'information optique en profondeur avec une résolution millimétrique. Couplée à un échographe commercial, cette technique pourrait apporter une information complémentaire permettant d'augmenter la spécificité des US. Grâce à une détection basée sur l'holographie photoréfractive, une plateforme multi-modale AO/US a pu être développée. Dans ce manuscrit, les premiers tests de faisabilité ex vivo sont détaillés en tant que premier jalon de l'imagerie clinique. Des métastases de mélanomes dans le foie ont par exemple été détectées alors que le contraste acoustique n'était pas significatif. En revanche, ces premiers résultats ont souligné deux obstacles majeurs à la mise en place d'applications cliniques.Le premier concerne la cadence d'imagerie de l'imagerie AO très limitée à cause des séquences US prenant jusqu'à plusieurs dizaines de secondes. Le second concerne le speckle qui se décorrèle en milieu vivant sur des temps inférieurs à 1 ms, trop rapide pour les cristaux photorefractif actuellement en palce. Dans ce manuscrit, je propose une nouvelle séquence US permettant d'augmenter la cadence d'imagerie d'un ordre de grandeur au moins ainsi qu'une détection alternative basée sur le creusement de trous spectraux dans des cristaux dopés avec des terres rares qui permet de s'affranchir de la décorrélation du speckle.
  • Éditeur: HAL CCSD
  • Date de publication: 2016
  • Langue: Anglais
  • Identifiant: NNT : 2016PA066414 ; tel-01493690
  • Source: ESPCI Paris (archives ouvertes)
  • Droits: info:eu-repo/semantics/OpenAccess

Recherche dans les bases de données distantes en cours. Merci de patienter.

  • Recherche
  • dansscope:(33PSL-CNSAD),scope:(33PSL-EHESS),scope:(33PSL-PSL_OMEKA),scope:(33PSL-MINES),scope:(33PSL-EFEO),scope:(33PSL-CNSMDP),scope:(33PSL-CHIMIE),scope:(33PSL),scope:("DAU"),scope:(33PSL-CDF),scope:(33PSL-ENS),scope:("33PSL-OBSERV"),scope:("33PSL-ESPCI"),scope:(33PSL-CURIE),scope:(33PSL-ENSBA),scope:("33PSL-ENC"),scope:(33PSL-PSL_STAR),scope:(33PSL-PSL_SFX),scope:("33PSL-EPHE"),scope:(33PSL-ENSAD),primo_central_multiple_fe
  • Afficher ce qui a déjà été récupéré