Imagerie microonde active pour applications biomédicales : systèmes 2D et 3D monochromatiques

par Jean François Leclercq

Thèse de doctorat en Electronique

Sous la direction de Directeur de thèse inconnu.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

Le président du jury était Jean-Charles Bolomey.

mots clés

• Imagerie biomédicale active
• Diffraction inverse
• Techniques d'exploration et de diagnostic
• Imagerie microonde

Résumé

Cette thèse présente une étude de systèmes d'imagerie microonde active, fondés sur la méthode de tomographies par diffraction. Cette forme d'imagerie a pour but d'obtenir des renseignements complémentaires aux autres systèmes d'imagerie existant par ailleurs, en particulier sur les caractéristiques diélectriques des corps, et sur tout facteur physique infuençant ceux-ci comme par exemple la température. Le principe en est le suivant l'objet sous investigation est illuminé par une onde plane centimétrique, ce qui crée à l'intérieur de l'objet des courants équivalents induits, qui vont à leur tour générer un champ diffracté dans tout l'espace. A partir de la mesure de ce champ diffracté, on peut obtenir les courants équivalents qui lui ont donné naissance. Ce travail concerne les algorithmes de reconstruction, à deux et trois dimensions pour des systèmes multivues monochromatiques, l'amélioration de la résolution et la réduction du temps d'obtention d'une image, ainsi que les vérifications numériques et expérimentales des résultats théoriques. La méthode employée est celle du spectre d'ondes planes qui permet d'obtenir une relation simple entre les transformées de Fourier du champ diffracte et des courants équivalents. Du point de vue expérimental tridimensionnel, un prototype unique de caméra microonde, qui mesure le champ électrique sur une surface plane grâce à la méthode de diffusion modulée, a été mise à notre disposition et cette étude a également concerné la caractérisation de cette caméra. Nous présentons ici les premiers résultats que nous avons pu obtenir sur des fantômes.

Titre traduit

Active microwave imaging for biomedical applications. 2d and 3d monochromatic systems

Résumé

This work concerns microwave imaging systems, based upon the method of diffraction tomography. We can obtain informations about dielectric properties and physical parameters influencing them as, for instance, the temperature. The principle can be described in this way the abject under investigation is illuminated by a plane wave, with a wave length of about one centimeter. This creates inside the abject equivalent currents, which generate a diffracted field in the whole space. From the measure of the diffracted field, we can obtain the equivalent currents. We have studied the reconstruction algorithms, in two and three dimensions for multiview monochromatic systems, the improving of the resolution, and the decreasing of the total time for the obtention of an image, and also the numerical and experimental checkings of the theoretical results. We employ the spectrum of plane waves method which gives an easy relation between the Fourier transforms of the diffracted field and of the equivalent currents. Experimentally in three dimensions, we measured the electric field on a plane area with a microwave camera, using the modulated scattering technique. We have caracterised this camera and we present here the first results obtained with phantoms.