Note ABES Quantitative multimodal optical imaging for surgery Imagerie quantitative et multimodale pour la chirurgie Imagerie optique diffuse Imagerie dans le domaine de la fréquence spatiale Domaine temporel spectroscopie Endoscopie Chirurgie guidée par l’image Apprentissage profond Diffuse optical imaging Spatial frequency domain imaging Time domain spectroscopy Endoscopic imaging Image-guided surgery Deep learning 535.2 Imagerie médicale Chirurgie assistée par ordinateur Imagerie optique Dissertation universitaire L’obtention d’informations quantitatives lors du guidage chirurgical est encore aujourd’hui un besoin majeur non satisfait. L’objectif de ce projet de thèse est de développer des techniques innovantes d’imagerie optique multimodale en temps réel pour le guidage chirurgical et peu invasif, en fournissant des informations quantitatives sur les paramètres physiologiques fondamentaux d’un certain tissu, comme la saturation en oxygène. Ce travail s’appuie surtout sur la Spatial Frequency Domain Imaging (SFDI) et sur la Single Snapshot Imaging of Optical Properties (SSOP). Un système d’imagerie endoscopique basé sur la SSOP a été conçu et validé sur des étalons imitant des tissus, puis développé en une version portable adaptée aux essais précliniques. Une plateforme de référencement multimodal a également été développée pour la caractérisation spectroscopique des milieux diffusifs. L’instrument combine la SFDI et la Time-resolved Diffuse Optical Spectroscopy (TDOS) pour la mise en œuvre d’une approche de référence croisée dans la quantification des propriétés optiques des tissus. The lack of quantitative information during surgical guidance is still nowadays a major unmet need. The aim of this thesis project is to develop innovative, real-time multi-modal optical imaging techniques for open and minimally invasive surgical guidance, by providing quantitative information on fundamental physiological parameters of a certain tissue, such as oxygen saturation. This work is largely built on Spatial Frequency Domain Imaging (SFDI) and Single Snapshot Imaging of Optical Properties (SSOP). An endoscopic imaging system based on SSOP was implemented and validated on tissue mimicking phantoms and then further developed into an handheld version adapted for pre-clinical trials. A multi-modal referencing platform was also developed for the spectroscopic characterization of diffusive media. The instrument combines SFDI and Time-resolved Diffuse Optical Spectroscopy (TDOS) for the implementation of a cross-reference approach in the quantification of tissue optical properties. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 97311216 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 https://theses.hal.science/tel-04009713 application/pdf 96919680 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2022/Baratelli_Luca_2022_269.pdf http://www.theses.fr/2022STRAD025/abes https://theses.hal.science/tel-04009713 https://theses.hal.science/tel-04009713 https://theses.hal.science/tel-04009713 Baratelli Luca 1994-07-21 FR 268212163 0EFB1T06QS0 21827592 4200002 https://theses.fr/2022STRAD025 2022STRAD025 https://doi.org/10.70675/b2756374zff0bz4657z9673zb747a017bd79 2022-04-06 Physique et Photonique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Flury Manuel MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 07597827X Gioux Sylvain MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 186088264 Diana Michele MADS_PRESIDENT_DU_JURY 188976833 Pifferi Antonio MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 198183070 Pogue Brian W. MADS_RAPPORTEUR_1 07591607X Elson Daniel MADS_RAPPORTEUR_2 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 Flury Manuel Gioux Sylvain Diana Michele Pifferi Antonio Pogue Brian W. Elson Daniel École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg) PDF 97311216