18/12/2019 - 09H30 - Salle IRIS - BU BRABOIS - Vandoeuvre-lès-Nancy

"Inversion de modèle et séparation de signaux de spectroscopie optique pour la caractérisation in vivo de tissus cutanés "

La détection de tissus biologiques pré-cancéreux au cours d'un diagnostic clinique est rendue possible grâce au développement de méthodes spectroscopiques optiques, appelées également biopsie optique. Ces méthodes permettent de mettre en évidence les modifications du métabolisme et de la structure des tissus biologiques. Dans cette thèse, les mesures optiques sont réalisées sur les tissus cutanés à l'aide d'un instrument intégrant deux modalités : la réflectance diffuse résolue spatialement et l'autofluorescence. L'exploitation des spectres consiste à résoudre un problème inverse non-linéaire pour estimer les propriétés optiques du milieu sondé à l'aide d'un modèle d'interaction lumière-tissu. À partir de ces propriétés optiques, la caractérisation de l'état du tissu, sain ou anormal, est possible. La première contribution de la thèse est de proposer une méthode d'inversion qui intègre un modèle Monte Carlo rapide et une fonction coût gérant les deux modalités spectrales dans le but d'améliorer la précision de l'estimation des propriétés optiques, quelle que soit la géométrie de la sonde. La deuxième contribution de la thèse est d'étudier la cinétique des fluorophores présents dans les tissus par une approche de séparation de sources, qui ne nécessite pas le recours à un modèle de Monte Carlo. Dans cette approche, une collection de spectres acquis au cours du temps est analysée conjointement, avec peu d'hypothèses a priori sur la forme des signaux sources. La sensibilité de cette approche est validée par l'emploi d'agents de clarification optique qui augmentent la transparence des tissus en diminuant la diffusion et l'absorption des photons dans les tissus, et donnent ainsi accès à des informations plus précises en profondeur.


Jury :
- Rapporteurs : DA SILVA Anabela - Directeur de recherche -Institut Fresnel
HUMEAU Anne - Prof - Laboratoire Angevin de recherche en Ingénierie des Systèmes LARIS - Université d'Angers
- Autres membres : Examinateurs :
BARBARA Nicolas - Chargé de recherche - CREATIS - Equipe Imagerie Ultrasonore
PLANAT Chrétien Anne - Cadre scientifique des EPIC - CEA leti Minatec
AMOUROUX Marine - CRAN
DAUL Christian - CRAN