Développement et caracterisation d'un microsystème de tomographie par cohérence optique plein champ à balayage en longueur d'onde : Application à la dermatologie

Development and characterization of an optical coherence tomography micro-system : Application to dermatology

• Auteur / Autrice : Stephane Perrin
• Direction : Christophe Gorecki, Luc Froehly, Nicolas Passilly
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance le 24/06/2016
• Etablissement(s) : Besançon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Physiques pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Franche-Comté Électronique Mécanique, Thermique et Optique - Sciences et Technologies
• Jury : Président / Présidente : Jonas Kuhn
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Christophe Gorecki, Luc Froehly, Nicolas Passilly, Jonas Kuhn, Paul Montgomery, Arnaud Dubois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paul Montgomery, Arnaud Dubois
• DOI : 10.70675/7d319d1dz8212z4787z9d3az401aca577371

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tomographie en cohérence optique

Imagerie pour le diagnostic

Mots clés libres

Tomographie par cohérence optique plein champ `a balayage en longueur d’onde

MOEMS

Micro-composants optiques

Caractérisation optique

Récupération de phase

Imagerie tri-dimensionnelle

Interférometrie

Interférométrie à décalage de phase sinusoïdale

Full-field swept-source optical coherence tomography

MOEMS

Optical characterization

Phase retrieval

Sinusoidal phase shifting interferometry

Three dimensional imaging

Interferometry

Micro-optics

Résumé

Ce manuscrit de thèse de doctorat présente la conception et la réalisation d’un système d’imageriepour le diagnostic précoce des pathologies de la peau. Un diagnostic précoce permet de réduire lesactes chirurgicaux inutiles. Il est important de mettre en avant que seulement 20% des pathologiesfaisant office d’une opération chirurgicale, sont malignes. De plus, les pronostics de l’année 2015avançaient trois millions de nouveaux cas de cancer de la peau diagnostiqués aux ´ Etats-Unis. Basésur la tomographie par cohérence optique à balayage en longueur d’onde et une configuration pleinchamp et multi-canaux, le système d’imagerie médicale est capable d’imager en volume les couchesinternes de la peau et donc de fournir un diagnostic médical pour le professionnel de santé. Pourune fabrication en série du système portatif, les composants optiques sont micro-fabriqués sur dessubstrats et assemblés verticalement. Ces micro-composants optiques requièrent une caractérisationspécifique. Pour cela, deux systèmes ont ainsi été développés pour estimer leurs performancesoptiques. Ce travail a été réalisé dans le cadre du projet Européen VIAMOS (Vertically IntegratedArray-type Mirau-based OCT System).

The manuscript concerns the optical design and the development of a non-invasive new imagingsystem for the early diagnosis of skin pathologies. Indeed, an early diagnosis can make the differencebetween malignant and benign skin lesion in order to minimize unnecessary surgical procedure.Furthermore, prognosis for the year 2015 was that more than three millions new skin cancer caseswill be diagnosed in the United States. Based on the swept source optical coherence tomographytechnique in full-field and multiple channels configuration, the imaging system is able to perform avolumetric image of the subsurface of the skin, and thus can help in taking a better medical decision.Furthermore, for a batch-fabrication of the hand-held device, micro-optical components were made atwafer-level and vertically assembled using multi-wafer bonding. This miniaturized system requiresspecific characterization. Thus, two systems were also developed for imaging quality evaluation ofmicro-optical elements. This work has been supported by the VIAMOS (Vertically Integrated ArraytypeMirau-based OCT System) European project.