Caractérisation tridimensionnelle d'un microscope optique à épifluorescence : comportement du système et modélisation associée, amélioration d'images par déconvolution, application en cancérologie

par Marie-Pierre Gramain

Thèse de doctorat en Sciences biologiques fondamentales et appliquées

Sous la direction de François Guillemin.

Soutenue en 2000

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    La microscopie optique trouve un nouvel essor avec l'avènement de nouvelles technologies et passe d'observations classiques en deux dimensions à des acquisitions d'images tridimensionnelles d'échantillons biologiques vivants fluorescents. Un dispositif spécifique monte sur l'un des objectifs permet d'effectuer un découpage optique par deplacements submicrométriques successifs le long de l'axe optique. La réponse d'un tel système à une source fluorescente ponctuelle est la réponse impulsionnelle optique (Psf). Elle permet de mettre en évidence les phénomènes de diffraction et d'aberrations du systeme. Un outil statistique a été adapte pour quantifier les modifications de la Psf en fonction de la variation de divers paramètres optiques : la longueur d'onde d'émission, l'ouverture numérique de l'objectif, l'indice de réfraction de l'huile a immersion, la longueur de tube du microscope et la profondeur d'observation dans l'échantillon. Cette analyse tout d'abord menée sur des Psfs modélisées par la méthode de Gibson et Lanni a été appliquée dans un second temps a des Psfs mesurées dans des conditions réelles. Même si les résultats montrent une corrélation satisfaisante entre la simulation et l'expérimentation, seule cette dernière étape permet de caractériser avec précision tout type d'instrumentation au niveau des sources d'aberrations optiques (chromatiques et sphériques). La connaissance précise de l'influence de chaque paramètre sur la Psf aboutit à la préconisation de conditions optimales d'expérimentation. La principale application de ce travail est l'introduction des Psfs réelles ou modélisées dans des processus d'amélioration d'images par déconvolution. Ceux-ci devraient permettre de réaffecter l'information de fluorescence et les formes réelles des échantillons. La restauration appliquée à des billes fluorescentes calibrées devrait permettre de comprendre et de maitriser la restauration d'images d'échantillons biologiques beaucoup plus complexes.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (175 p.)
  • Annexes : Bibliogr. (111 réf.)

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