Tomographie par Cohérence Optique Confocale Linéaire (LC-OCT) basée sur un interféromètre de Mirau pour le diagnostic des cancers de la peau

Skin cancers are the most common type of cancer, but if detected early, their consequences can be easily stopped. However, nowadays, diagnoses are made after a simple visual examination, possibly followed by the extraction of a sample of suspicious skin. Histological sections are then extracted from this sample by slicing it thinly then staining it. It is a time-consuming process that can, nevertheless, ascertain the presence of a tumor by observing the sections with a microscope. Linear-field confocal optical coherence tomography (LC-OCT) is a recent optical imaging technique particularly adapted to skin imaging: it can penetrate in the skin up to ~500 µm deep, which is sufficient to observe the dermal-epidermal junction where the growth of tumors becomes dangerous. LC-OCT offers a quasi-isotropic resolution of 1 µm to resolve details at a cellular level. To do so, it takes advantage of light wave interference that makes in vivo imaging possible in a non-invasive way, without needing biopsies. Making skin imaging easy thus results in better patient follow-up. LC-OCT systems are usually based on a Linnik interferometer using two microscope objectives. This thesis presents the development of an LC-OCT system based on a Mirau interferometer that requires only one objective in order to facilitate its integration into a portable probe and to increase the image acquisition speed. This imaging system is able to acquire vertical sections of 940 µm×350 µm (lateral x × axial z) at 17 Hz, in addition to 3D images of 940 µm×600 µm×350 µm (x×y×z) with an anisotropic resolution of 1.9 µm×1.3 µm×1.1 µm (x×y×z) and with an image quality similar to those of conventional LC-OCT systems.Les cancers de la peau sont le type de cancer le plus commun, dont les conséquences peuvent cependant être facilement stoppées en cas de détection précoce. Seulement, les diagnostics sont aujourd'hui réalisés après un simple examen visuel, éventuellement suivi d'un prélèvement de peau suspecte. Des coupes histologiques sont alors extraites de cet échantillon en le découpant en fines tranches puis en le colorant. Malgré la complexité de la procédure, l'observation de ces coupes au microscope permet de confirmer ou non la présence d'une tumeur. La tomographie par cohérence optique confocale linéaire (LC-OCT) est une méthode optique récente particulièrement adaptée à l'imagerie de la peau : elle en forme des images jusqu'à ~500 µm de profondeur, ce qui est suffisant pour observer la jonction épiderme-derme où la prolifération des cellules cancéreuses devient dangereuse. La LC-OCT offre une résolution quasi-isotrope de 1 µm qui permet l'observation des tissus cutanés à l'échelle cellulaire. Pour cela, elle met à profit les interférences d'ondes lumineuses qui rendent possible l'imagerie in vivo de manière non invasive, sans avoir recours aux biopsies. Cette facilité d'imager la peau entraine ainsi un meilleur suivi des patients. Les systèmes de LC-OCT sont habituellement basés sur un interféromètre de Linnik utilisant deux objectifs de microscope. Cette thèse présente le développement d'un système de LC-OCT basé cette fois sur un interféromètre de Mirau qui n'a besoin que d'un seul objectif dans le but d'en faciliter l'intégration dans une sonde portative et d'augmenter la vitesse d'acquisition des images. Ce système d'imagerie parvient ainsi à acquérir des coupes verticales de taille 940 µm×350 µm (latéral x × axial z) à 17 Hz, en plus d'images 3D de taille 940 µm×600 µm×350 µm (x×y×z) avec une résolution de 1,9 µm×1,3 µm×1,1 µm (x×y×z) de qualité similaire à celles des systèmes de LC-OCT conventionnels