Imagerie polarimétrique de speckle statique pour l'étude de matériaux et dynamique pour la détection de micro-vascularisation tumorale / Jan Dupont ; sous la direction de Muriel Golzio et de Xavier Orlik

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Granularité (optique)

Polarimétrie

Mélanome

Classification Dewey : 621

Golzio, Muriel (Directeur de thèse / thesis advisor)

Orlik, Xavier (19..-....) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Favre, Gilles (19..-....) (Président du jury de soutenance / praeses)

Goudail, François (1970-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Koeniguer, Elise (1979-....) (Rapporteur de la thèse / thesis reporter)

Amra, Claude (1959-...) (Membre du jury / opponent)

Lacot, Éric (Membre du jury / opponent)

Institut supérieur de l'aéronautique et de l'espace (Toulouse ; 2007-....) (Organisme de soutenance / degree-grantor)

École doctorale Génie électrique, électronique et télécommunications (Toulouse) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Office national d'études et de recherches aérospatiales (France). Département d'optique théorique et appliquée (Laboratoire associé à la thèse / thesis associated laboratory)

Équipe d'accueil doctoral Optronique, laser, imagerie physique, environnement Spatial (Toulouse, Haute-Garonne) (Equipe de recherche associée à la thèse / thesis associated research team)

Résumé / Abstract : Lors de la diffusion d’une onde électromagnétique sur une surface de rugosité aléatoire ou dans un volume, un champ de speckle, dont les caractéristiques dépendent du diffuseur considéré, se forme. Les diffusions au sein de matériaux impactent l’état de polarisation d’une lumière incidente. Ainsi, la polarisation est un paramètre sensible pour la caractérisation et l’étude de matériaux. Une technique de polarimétrie résolue spatialement, permettant une mesure de précision en champs de speckle, est proposée. Cette technique est utilisée pour étudier l’impact de différents paramètres d’imagerie sur la mesure polarimétrique, notamment les phénomènes de dépolarisation des champs dus au mode d’observation. Un modèle de simulation de champs de speckle polarisés, validé par comparaison avec l'expérimentation pour différents régimes de diffusions, est développé. Par ailleurs, les propriétés dynamiques de l’échantillon peuvent être mesurées par une analyse de contraste du speckle qu’il diffuse. Un dispositif d’imagerie de micro-vascularisation par mesure de contraste de speckle dynamique polarisé est optimisé, puis appliqué à l’étude in-vivo de l’angiogenèse tumorale du mélanome murin, ainsi que l’évolution de la vascularisation après traitement des tumeurs par électrochimiothérapie. Le potentiel de la technique pour la détection et l'étude du mélanome murin, sans contact ni marqueur, est démontré, avec comme perspective la détection et l'étude du mélanome humain, dont l'efficacité reste à être caractérisée pour une utilisation en imagerie biomédicale.

Résumé / Abstract : When an electromagnetic wave is scattered by a rough surface or in a volume, a speckle field is observed, with characterlstlcs depending on the consldered scatterer. Multiple scattering in samples immpact the State of polarizatlon of an incident light. Thus, polarization Is a sensitive parameter for material characterization and study. A spatially resolved polarlmetry method, allowing accurate measurements in speckle fields is proposed. That method is used to study the Impact of various parameters on polarimétrie measurements, especially the depolarization phenomenon due to the observation setup. A polarlzed speskle simulation model is proposed, validated by comparison with expérimentation for various scattering régime. Besides, dynamlc properties of samples can be measured by an analysis of the scattered speckle contrast. A method allowing microvascularization imaging based on dynamic polarized light scattering imaging is optlmlzed, then applied to in-vivo study of the tumor angiogenesis occuring on murine melanoma, as well as the vascularization évolution after a treatment called electrochemotherapy. Potentlal of the method for non invasive détection and study of the murine melanoma is demonstrated, its efflciency on human melanoma for biomédical applications remaning to be characterized.