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Tomographie par Cohérence Optique: État de l’Art

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Presentation sur "Tomographie par Cohérence Optique: État de l'Art", Réunion d'Automne, SEVE - Société d'Exploration Visuelle et Electrophysiologie (HE-UFP,Gondomar, Portugal, 5-6 Septembre 2014).

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Tomographie par Cohérence Optique: État de l’Art

  1. 1. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art António Lobo DSc, PhD, MSc, EMBA, SMSPIE Prof. Associado c/ Agregação, UFP, Portugal Prof. Convidado, AOG, Univ. Kent, UK Réunion d’Automne Société d’ExploraOon Visuelle et Electrophysiologie (SEVE) Gondomar, Portugal, 5-­‐6 Septembre 2014
  2. 2. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Vue d'ensemble de la technique § Capacités et limites § Nouvelles applicaOons ALobo/SEVE'2014 2
  3. 3. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Interférométrie en “lumière blanche” ou “faible cohérence” • Grande largeur de bande spectrale (Δλ) de la source opOque. • Le bras du interféromètre de référence est de longueur réglable. • Le choix de la source opOque est fondamentale: § Longueur d'onde centrale § Largeur de bande spectrale § Puissance opOque émise ALobo/SEVE'2014 3
  4. 4. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Source opOque dans le TCO • Large spectre → résoluOon axiale supérieure • Longeur de onde “approprié” → courbe d'absorpOon du Ossu biologique • Profil spectral idéal → profil Gaussien • Puissance opOque suffisante → meilleur rapport signal-­‐bruit (SNR) Δz = 0.44 n ⋅ λ 2 Δλ ALobo/SEVE'2014 4
  5. 5. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Source opOque dans le TCO ophtalmique • Fenêtre opOque des Ossus biologiques Re1na & Choroid Anterior Segment Re1na Imaging ALobo/SEVE'2014 5
  6. 6. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Plus grande profondeur de pénétraOon opOque du oeil humain? • OCT avec longueur d'onde de 1060 nm § Minimum local de la courbe d'absorpOon du eau § Coefficient de diffusion du Ossu bas § La dispersion du eau à ceme longueur d'onde est nulle § ~2 mW pendant 10 sec. l'exposiOon aux radiaOons (standard ANSI) Source opOque: SLD Source opOque: ASE Doped-­‐Fiber B. Povazay, et.al., Opt.Express 17 (5), 4134-­‐4150 (2009) Fonds des yeux 840 nm 1060 nm 20°x20°, 512x128 pixel ALobo/SEVE'2014 6
  7. 7. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Fenêtre opOque u TCO à 1060 nm • Bande passante ~100 nm (FWHM) → 3.6 μm résoluOon axiale (navg = 1.38) I. Trifanov, Ph.D. Thesis, Univ. Kent, UK (2012). Bizheva et al.,Opt. Express, 17(26), 24304-­‐24316 (2009). ALobo/SEVE'2014 7
  8. 8. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Modes de balayage 8 A-­‐Scan (axial scan) T-­‐Scan (en-­‐face B-­‐scan) B-­‐Scan C-­‐Scan (Σ A-­‐scan, xz plane) (Σ T-­‐scan, xy plane) ALobo/SEVE'2014
  9. 9. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Méthodes du TCO • Time-­‐Domain OCT (TD-­‐OCT) ALobo/SEVE'2014 9
  10. 10. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Méthodes du TCO • Fourier-­‐Domain OCT (FD-­‐OCT) Spectral Domain OCT (SD-­‐OCT) Swept Source OCT (SS-­‐OCT) ALobo/SEVE'2014 10
  11. 11. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Méthodes du TCO • Sistème SS-­‐OCT @ 1 μm Cortesia do Prof. Y. Yasuno Y. Yasuno, et.al., Opt. Express 15 (10), 6121-­‐6139 (2007). ALobo/SEVE'2014 11
  12. 12. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Systèmes: SD-­‐OCT Ophtalmique Zeiss Cirrus HD OptoVue RTVue Topcon 3D-­‐OCT Optopol Copernicus Heidelberg Spectralis Nidek RS-­‐3000 Canon OCT-­‐HS100 ALobo/SEVE'2014 12
  13. 13. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Systèmes: SS-­‐OCT Ophtalmique CASIA SS-­‐1000 Cornea/Anterior Segment 1310nm 30,000 A-­‐scans/sec Res.Axial: ≤ 10 μm Scan depth: 6 mm DRI OCT-­‐1 AtlanOs ReOna & Choroid 1050nm 100,000 A-­‐scans/sec Res. Axial: 8 μm Scan depth: 3 ~ 12 mm SS-­‐OCT (2012) SD-­‐OCT (2009) SD-­‐OCT (2006) TD-­‐OCT (2000) ALobo/SEVE'2014 13
  14. 14. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • 1050 nm pour la ReOne & Choroide + Cornée/Segment Antérieur • 100,000 à 400,000 A-­‐scans/sec • RésoluOon axiale: 5 -­‐ 6 μm, intervalle de profondeur: ~10 mm B. Potsaid, et.al., Opt. Express 18 (19), 20029-­‐20048 (2010). ALobo/SEVE'2014 14
  15. 15. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • 1060 nm pour la ReOne & Choroide + Cornée/Segment Antérieur & Postérieur • 100,000 à 600,000 A-­‐scans/sec (avec la possibilité d'aller 1,200,000 A-­‐scans/sec.) • RésoluOon axiale: 5 -­‐ 6 μm, intervalle de profondeur: ~50 mm I. Groulkowski, et.al., Opt. Express 3 (11), 2733-­‐2751(2012). ALobo/SEVE'2014 15
  16. 16. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • 1060 nm pour la ReOne & Choroide • Grand champ TCO fond angiographie I. Groulkowski, et.al., Opt. Express 3 (11), 2733-­‐2751(2012). ALobo/SEVE'2014 16
  17. 17. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • 1060 nm pour Cornée/Segment Antérieur & Postérieur I. Groulkowski, et.al., Opt. Express 3 (11), 2733-­‐2751(2012). ALobo/SEVE'2014 17
  18. 18. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • 1060 nm imagerie du oeil complet et la mesure de la longueur axiale du oeil • Calcul exact de la lenOlle intra-­‐oculaire (LIO) I. Groulkowski, et.al., Opt. Express 3 (11), 2733-­‐2751(2012). ALobo/SEVE'2014 18
  19. 19. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Les futurs systèmes de SS-­‐OCT Ophtalmique • En-­‐Face Doppler TCO • Pas besoin de mesurer l'angle Doppler convenOonnelle B. Baumann Doppler En-­‐Face Doppler et.al., Biomed. Opt. Express 2(6), 1539-­‐1552 (2011). B-­‐Scan 3D Rendering 100 kHz 200 kHz Artères: ROUGE Veines: BLEU ALobo/SEVE'2014 19
  20. 20. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Systèmes combinés: SD-­‐OCT + SLO + PAOM + FA SLO : Scanning Laser Ophthalmoscopy PAOM : Photo-­‐AcousOc Ophthalmoscopy FA : Fluorescent Angiography PAOM / SLO FA / SLO OCT W. Song et.al., J. Biomed. Opt. 17 (6), 061206 (2012). FA-­‐SLO image PAOM Funds image en-­‐face SD-­‐OCT In vivo multimodal retinal imaging of an albino rat ALobo/SEVE'2014 20
  21. 21. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § Micro-­‐ Angiographie OpOque Ultra-­‐Sensible (MAO-­‐US) • SD-­‐OCT in-­‐vivo • 1300 nm In vivo OCT microangiography of anterior eye in a healthy C57BL/6 mouse. (a) Maximum intensity projecOon (MIP) view [3 mm-­‐X × 3 mm-­‐Y] of the 3D OCT images and (b) corresponding microvascular MIP image. (c) Overlaid image of (a) and (b). W. Choi, et.al., Opt. Lemers 39 (8), 2455-­‐2458 (2014). R. Wang, et.al., Opt. Express 15 (7), 4083-­‐4097 (2007). ALobo/SEVE'2014 21
  22. 22. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art § SD-­‐OCT endoscopique à 835 nm Carcinome mammaire 70 ans, femelle avec carcinome canalaire invasif de 21 mm, de grade 3, a subi une mastectomie gauche Avec l'aimable autorisaOon de Prof. David Sampson, OBEL, Univ. Western Australia SD -­‐ OCT Histologie ALobo/SEVE'2014 22
  23. 23. Tomographie par Cohérence Op1que: État de l’Art Merci pour votre amenOon !! ALobo/SEVE'2014 23
  • ngtc

    Dec. 7, 2014

Presentation sur "Tomographie par Cohérence Optique: État de l'Art", Réunion d'Automne, SEVE - Société d'Exploration Visuelle et Electrophysiologie (HE-UFP,Gondomar, Portugal, 5-6 Septembre 2014).

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