La tomographie par cohérence optique pour l'endoscopie - École ...

où η est l’efficacité quantique du détecteur, e est la charge électrique, hν est l’énergie du photon,
Z 0 est l’impédance du vide et I(t) est l’intensité moyenne des champs électriques telle
que définie à l’équation (4) [4]. Ainsi, on cherche un détecteur ayant la meilleure efficacité
quantique possible afin de récupérer le maximum de signal ce qui nous permettra d’obtenir une
meilleure sensibilité.
3.2. Caractéristiques des tissus biologiques
Les tissus biologiques sont en autres caractérisés par leur coefficient d’absorption, par leur
coefficient de diffusion et par leur indice de réfraction, respectivement µ a , µ s et n. La loi de
Beer-Lambert nous donne l’intensité lumineuse en fonction de la profondeur z :
I(z) = I 0 exp(−(µ a + µ s )z) (15)
Nous chercherons donc la longueur d’onde incidente pour laquelle les coefficients sont les
plus petits possibles afin d’augmenter la probabilité qu’un photon atteigne une particule et soit
détecté après un aller-retour 2z.
La diffusion, ou scattering en anglais, intervient lorsque la lumière rencontre une particule
d’indice de réfraction différent ; sa direction est alors modifiée. Pour les particules dont le rayon
est plus petit que la longueur d’onde, µ s est défini par l’approximation de Rayleigh [4]. Les
multiples organelles présentes dans les cellules sont suffisament petites pour valider cette approximation.
8
µ s = N s
3 πk4 α 2 (16)
où N s est la densité des diffuseurs, α la polarisabilité de la particule et k le vecteur d’onde : k =
2πn b
λ
, avec n b l’indice de réfraction du milieu. Ainsi le coefficent de diffusion est inversement
proportionnel à λ 4 . On utlise donc une longueur d’onde la plus grande possible pour minimiser
la diffusion.
L’absorption dans un tissu biologique est dominée par l’absorption de l’hémoglobine, de
la mélanine et de l’eau. Le coefficient d’absorption pour la mélanine et l’hémoglobine est
faible pour λ >600 nm. Par contre, le coefficient d’absorption de l’eau augmente rapidement
à partir d’environ 1300 nm. La bande entre ces deux longueurs d’onde est appelée fenêtre
thérapeutique.
L’indice de réfraction est compris entre 1,3 et 1,55 selon le tissu considéré [11].
3.3. Performances
Un des paramètres importants lors du choix de la méthode d’imagerie est la résolution. En
tomographie par cohérence optique, une mesure donne l’information sur l’échantillon sur une
ligne en profondeur, selon l’axe du faisceau incident. La résolution en profondeur est appellée
résolution axiale et elle est donnée par :
∆z =
l c
2n tissu
(17)
où n tissu est l’indice de réfraction du tissu.
La résolution perpendiculaire au faisceau incident est appelée résolution transversale. À la
section 4.1, on décrit les différents mécanismes pour obtenir une image 2D. Cependant, la
résolution transversale dépend peu de ces mécanismes ; elle dépend principalement de l’ouverture
numérique, NA, de l’objectif de microscope servant à imager l’échantillon [4] :
∆r = 2λ 0
πNA
(18)