Fluorescence imaging applied to cancerology : spectroscopy and image processing optimisation for early cancer diagnosis - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1998

Fluorescence imaging applied to cancerology : spectroscopy and image processing optimisation for early cancer diagnosis

Imagerie de fluorescence en cancérologie : spectroscopie, traitement du signal et gestion automatisée pour l'optimisation du diagnostic des tumeurs précoces

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Abstract

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Un système d'imagerie de fluorescence a été développé pour permettre le diagnostic des tumeurs superficielles ou endoscopiques en autofluorescence ou en fluorescence induite. Ce système comprend une source laser et une lumière blanche, focalisées sur une fibre optique. Leurs rôles respectifs sont de générer les images de fluorescence et de lumière blanche qui sont acquises de façon séquentielle par une camera couleur (adaptée à l'outil endoscopique), puis digitalisées et visualisées sur le moniteur. Le passage d'une source à l'autre se fait par un obturateur mécanique contrôlé par un moteur pas à pas, lequel est commandé par un microcontrôleur. Deux algorithmes sont développés en Windows C++ (Globa et Globi) et permettent respectivement un diagnostic en autofluorescence ou en fluorescence induite. Le deuxième algorithme comporte une étape supplémentaire par rapport au premier : il s'agit de la suppression du signal d'autofluorescence qui est effectuée après l'étude de la séparation fréquentielle de la camera. Les étapes communes du traitement d'image sont le filtrage de l'image globale, suivi de la correction de l'image de fluorescence par rapport à la distribution du faisceau d'excitation en exploitant l'image en lumière blanche, puis le rehaussement de contraste ou la segmentation de l'image de fluorescence selon le choix de l'operateur. Les algorithmes ont été testés sur des fantômes, sur des souris et des rates avec et sans photosensibilisant (HpD, mTHPC et ALA). De bons résultats (applications endoscopiques) sont obtenus avec les fantômes : identification correcte des régions simulant la tumeur et le tissu sain avec des niveaux de gris qui permettent de retrouver la concentration du photosensibilisant de chaque zone. Dans le cas des applications superficielles in-vivo, l'identification des tumeurs n'est pas toujours possible à cause de l'hétérogénéité de la fluorescence dans une région donnée. Les mesures spectrales effectuées sur ces sites confirment la non sélectivité du signal de fluorescence entre tissus sain et pathologique. Cette étude suggère une association de la spectroscopie à l'imagerie de fluorescence en temps réel pour optimiser le choix des points de mesure en spectroscopie, ainsi que l'amélioration de l'instrumentation pour aboutir à des applications endoscopiques in-vivo.
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tel-01776070 , version 1 (24-04-2018)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01776070 , version 1

Cite

Kamila Khemis. Imagerie de fluorescence en cancérologie : spectroscopie, traitement du signal et gestion automatisée pour l'optimisation du diagnostic des tumeurs précoces. Médecine humaine et pathologie. Institut National Polytechnique de Lorraine, 1998. Français. ⟨NNT : 1998INPL068N⟩. ⟨tel-01776070⟩
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