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).

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. Tomographie
par
Cohérence
Op1que:
État
de
l’Art
§ Vue
d'ensemble
de
la
technique
§ Capacités
et
limites
§ Nouvelles
applicaOons
ALobo/SEVE'2014 2

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. 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. 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. 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. 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. 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. Tomographie
par
Cohérence
Op1que:
État
de
l’Art
§ Méthodes
du
TCO
• Time-­‐Domain
OCT
(TD-­‐OCT)
ALobo/SEVE'2014 9

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Tomographie
par
Cohérence
Op1que:
État
de
l’Art
Merci
pour
votre
amenOon
!!
ALobo/SEVE'2014 23