Cas complexe avec un capillaire au niveau du thorax

Cette dernière conguration de capillaire nous permet de tester l'intérêt de nos méthodes dans un cas complexe : comme dans le cas précédent, le capillaire est localisé à une profondeur d'environ 6 mm, mais il se trouve cette fois-ci au niveau du thorax qui est une zone beaucoup plus hétérogène du point de vue optique. Cette forte hétérogénéité optique rend très dicile

4.7. Validation in vivo des méthodes : étude sur petit animal 131 Illumination uniforme Illumination structurée Détection localisée Détection localisée avec soustraction du voisinage Modélisation par l’excitation Paramètres locaux Modélisation par l’excitation Paramètres globaux 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm

Figure 4.54  Images de uorescence brutes obtenues avec les diérentes méthodes dans le cas d'un capillaire unique positionné au niveau de l'abdomen.

l'acquisition de signaux de uorescence avec les techniques d'imagerie classique utilisant une illumination uniforme[111]_{. La concentration de uorophore au sein du capillaire inséré dans}

la souris est de 20 µM.

Sur la gure 4.55, on présente les images de uorescence obtenues avec les diérentes mé- thodes superposées aux images prises en lumière blanche tandis que les images de uorescence brutes sont présentées sur la gure 4.56.

En illumination uniforme, on voit qu'il est impossible de distinguer le signal de uorescence provenant du capillaire. Le niveau de signal de la zone uorescente qui se trouve au niveau du capillaire est en eet comparable au niveau de signal du reste de la région illuminée. Ce signal de fond est une somme de l'autouorescence de la souris et du signal d'excitation qui n'était pas complètement ltré. Le haut niveau de signal du fond est dû au temps d'intégration relativement long (2 secondes) utilisé pour faire l'acquisition des images pour cette expérience. L'illumination structurée n'apporte rien dans ce cas : l'inclusion est en profondeur et ce sont les couches supérieures qui viennent occulter le signal de l'inclusion. La méthode de modélisation du signal parasite par l'excitation n'apporte pas non plus d'amélioration dans ce cas. Comme aucun signal de uorescence ne se distingue par rapport au fond, cette méthode réduit le signal de manière générale sans améliorer la détection, que ce soit avec les paramètres locaux ou bien avec les paramètres globaux. Les résultats en détection localisée présentés sur

132 Chapitre 4. Etude de l'amélioration du contraste et de la résolution surfantômes et validation in vivo sur petit animal Illumination uniforme Illumination structurée Détection localisée Détection localisée avec soustraction du voisinage Modélisation par l’excitation Paramètres locaux Modélisation par l’excitation Paramètres globaux 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm

Figure 4.55  Superposition des images de uorescence obtenues avec les dié- rentes méthodes sur les images en lumière blanche dans le cas d'un capillaire unique positionné au niveau du thorax.

Illumination uniforme Illumination structurée Détection localisée Détection localisée avec soustraction du voisinage Modélisation par l’excitation Paramètres locaux Modélisation par l’excitation Paramètres globaux 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm 1 cm

Figure 4.56  Images de uorescence brutes obtenues avec les diérentes méthodes dans le cas d'un capillaire unique positionné au niveau du thorax.

4.7. Validation in vivo des méthodes : étude sur petit animal 133 cette gure ont été obtenus avec des paramètres de base (détection sur l'excitation en détection localisée simple et taille de voisinage de 1 mm pour la détection localisée avec soustraction du voisinage). Ces méthodes n'améliorent pas les résultats par rapport à l'illumination uniforme dans ce cas, les paramètres utilisés étant plutôt adaptés aux profondeurs proches de la surface. Nous avons cependant procédé à une optimisation des paramètres utilisés en détection localisée pour tenter d'améliorer les résultats. Du fait du faible ratio de signal de uorescence par rapport au signal de fond, la méthode de détection localisée simple était plus adaptée que la méthode de détection localisée avec soustraction du voisinage. Nous avons donc étudié les résultats obtenus avec dix écarts sources-détecteurs compris entre 1 et 10 mm pour sélectionner le meilleur d'entre eux qui a été obtenu pour un écart de 8 mm. Pour obtenir un champ imagé comparable à celui de l'illumination uniforme, nous avons sommé les images en détection localisée simple obtenues en prenant les écarts sources-détecteurs dans les deux directions.

Sur la gure 4.57.a, nous avons représenté l'image en lumière blanche de la souris pour avoir une information sur la localisation transversale de la uorescence d'intérêt.

Image en lumière blanche avec capillaire sorti

Illumination uniforme avec capillaire inséré

Illumination uniforme sans capillaire inséré

Détection localisée simple (écart 8mm) avec capillaire inséré

Détection localisée simple (écart 8mm) sans capillaire inséré

T₁ N1

T₂ N2

a

b c

d e

Figure 4.57  (a) : Image en lumière blanche avec le capillaire sorti pour montrer la localisation du la uorescence d'intérêt ; (b) : image en illumination uniforme avec le capillaire ; (c) : image témoin en illumination uniforme sans le capillaire ; (d) : image en détection localisée simple avec un écart sources-détecteurs de 8 mm avec le capillaire ; (e) : image témoin en détection localisée simple avec un écart sources-détecteurs de 8 mm sans le capillaire.

134 Chapitre 4. Etude de l'amélioration du contraste et de la résolution surfantômes et validation in vivo sur petit animal sans capillaire inséré. Comme nous le disions dans le paragraphe précédent, même si un signal de uorescence est présent là où devrait se trouver le capillaire, il est perdu dans le signal de fond environnant. On voit de plus que les signaux sont comparables à ceux que l'on a sur l'image témoin. Le contraste obtenu en utilisant les régions T1 et N1 dénies sur les gures

est d'environ 0,07.

Les gures 4.57.d et 4.57.e montrent quant à elles les images obtenues en détection localisée simple avec un écart sources-détecteurs de 8 mm avec et sans capillaire inséré. On voit dans ce cas que l'on distingue une zone uorescente là où devrait se trouver le capillaire, cette zone uorescente étant absente sur l'image témoin. Le contraste obtenu en utilisant les régions T2et

N2dénies sur les gures est alors d'environ 0,24, soit un contraste plus de trois fois supérieur

à celui observé en illumination uniforme. Ceci est rendu possible par la sélection des photons dont la profondeur moyenne correspond à la profondeur de l'inclusion.