Séance de cours

Optique tissulaire

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Dans cours

CH-448: Photomedicine

The most important clinical diagnostic and therapeutic applications of light will be described. In addition, this course will address the principles governing the interactions between light and biological tissues, their optical properties and basic concept ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de l'optique tissulaire, y compris les paramètres optiques tissulaires, l'indice de réfraction, l'absorption et les mécanismes de diffusion. L'instructeur discute de l'interaction de la lumière avec les tissus biologiques, du rôle des chromophores et de l'impact de la diffusion sur la propagation de la lumière. Différents chromophores biologiques et leurs coefficients molaires d'extinction sont explorés, ainsi que les limites de la loi Lambert-Beer. La séance de cours se penche sur les mécanismes de diffusion de Rayleigh et de Mie, ainsi que sur la signification de la diffusion de l'anisotropie. De plus, l'importance des fonctions de la phase de diffusion, comme l'approximation de Heyney Greenstein, est soulignée.

Enseignant·e

Georges Wagnières

Georges Wagnières a obtenu son diplôme (MSc) en physique à l'Université de Lausanne, Suisse, en 1986. Il a reçu son doctorat ès science (PhD) en physique (Optique Biomédicale) de l'Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en 1992, et a effectué un travail de postdoctorat dans les "Wellman Laboratories of Photomedicine" (Harvard Medical School) situés à Boston, MA, USA, en 1993 et 1994. Il a aussi obtenu, en 2001, un "Master in management of technology" délivré par l'Ecole des Hautes Etudes Commerciales (HEC) de l'Université de Lausanne et l'EPFL. Depuis 1994, il gère un groupe de recherche de l'EPFL actif dans les domaines suivants: - Caractérisation et détection de lésions cancéreuses par spectroscopie et imagerie de fluorescence ainsi que par imagerie à fort grossissement. - Traitement du cancer ainsi que d'autres pathologies associées à des désordres immunologiques (maladie de Crohn, Colite ulcéreuse) ou vasculaires par thérapie photodynamique (PDT). - Développement préclinique et clinique de photosensibilisateurs, de marqueurs fluorescents et d'instruments optiques pour le photodiagnostic. - Traitement de diverses pathologies, y compris les maladies neuro-dégénératives (Parkinson, Alzheimer), par photobiomodulation. - Monitorage de la dose optique pour la PDT basée sur l'imagerie de fluorescence de photosensibilisateurs. - Induction de l'extravasation d'agent chimiothérapeutiques par PDT. - Mesure in vivo de la concentration d'oxygène dans des tissus biologiques par spectroscopie et imagerie optiques résolues en temps. - Monitorage d'un traitement au laser de la rétine par imagerie de reflectance. - Développement de distributeurs de lumière pour des applications biomédicales. - Dosimétrie de lumière / Radiométrie. - Spectroscopie et imagerie en optique biomédicale. Georges Wagnières est aussi co-fondateur et a présidé une société "spin-off" de l'EPFL: - Medlight SA, fondée en 1997, qui développe, produit et commercialise des distributeurs de lumière pour la thérapie photodynamique. Georges Wagnières est l'auteur et co-auteur de plus de 235 articles scientifiques dont 150 ont été publiés dans des revues internationales ayant un comité de relecture (review board). De plus, il est inventeur de 18 brevets. Finalement, il supervise ou a supervisé 12 doctorants et enseigne actuellement à l'EPFL l'optique biomédicale et la photomédecine au niveaux "master". Ces cours sont aussi donnés à l'Ecole doctorale (EDCH, EDSV) de l'EPFL. Finalement, il donne le cours intitulé "Physique Générale I" aux biologistes de première année inscrits à l'Ecole de Biologie de l'Université de Lausanne. PUBLICATIONS PRINCIPALES: SVP visiter: https://www.epfl.ch/labs/lifmet/wagnieres/publications/

Source officielle

Proximité ontologique

Chimie

Chimie physique: Spectroscopie

Concepts associés (32)

Photomedicine

Photomedicine is an interdisciplinary branch of medicine that involves the study and application of light with respect to health and disease. Photomedicine may be related to the practice of various fields of medicine including dermatology, surgery, interventional radiology, optical diagnostics, cardiology, circadian rhythm sleep disorders and oncology. A branch of photomedicine is light therapy in which bright light strikes the retinae of the eyes, used to treat circadian rhythm disorders and seasonal affective disorder (SAD).

Théorie de Mie

En optique ondulatoire, la théorie de Mie, ou solution de Mie, est une solution particulière des équations de Maxwell décrivant la diffusion élastique – c'est-à-dire sans changement de longueur d'onde – d'une onde électromagnétique plane par une particule sphérique caractérisée par son diamètre et son indice de réfraction complexe. Elle tire son nom du physicien allemand Gustav Mie, qui la décrivit en détail en 1908. Le travail de son prédécesseur Ludvig Lorenz est aujourd'hui reconnu comme « empiriquement équivalent » et l'on parle parfois de la théorie de Lorenz-Mie.

Diffusion Rayleigh

La diffusion Rayleigh est un mode de diffusion des ondes, par exemple électromagnétiques ou sonores. Elle opère lorsque la longueur d'onde est beaucoup plus grande que la taille des particules diffusantes. On parle de diffusion élastique, car cela se fait sans variation d'énergie, autrement dit l'onde conserve la même longueur d'onde. Elle est nommée d'après John William Strutt Rayleigh, qui en a fait la découverte.

Diffusion Raman

La diffusion Raman, ou effet Raman, est un phénomène optique découvert indépendamment en 1928 par les physiciens Chandrashekhara Venkata Râman et Leonid Mandelstam. Cet effet consiste en la diffusion inélastique d'un photon, c'est-à-dire le phénomène physique par lequel un milieu peut modifier légèrement la fréquence de la lumière qui y circule. Ce décalage en fréquence correspond à un échange d'énergie entre le rayon lumineux et le milieu. Cet effet physique fut prédit par Adolf Smekal en 1923.

Spectroscopie dans l'infrarouge proche

La spectroscopie dans l'infrarouge proche (ou dans le proche infrarouge, SPIR), souvent désignée par son sigle anglais NIRS (near-infrared spectroscopy), est une technique de mesure et d'analyse des spectres de réflexion dans la gamme de longueurs d'onde (l'infrarouge proche). Cette technique est largement utilisée dans les domaines de la chimie (polymères, pétrochimie, industrie pharmaceutique), de l’alimentation, de l’agriculture ainsi qu'en planétologie. À ces longueurs d’onde, les liaisons chimiques qui peuvent être analysées sont C-H, O-H et N-H.

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Optique tissulaire

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Discute des propriétés radiatives des particules, en se concentrant sur les théories de diffusion Rayleigh et Mie et leurs applications dans la compréhension du comportement de la lumière.

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Discute des propriétés radiatives des milieux particulaires, en se concentrant sur la théorie Mie et ses applications pratiques dans l'analyse des interactions de la lumière avec les particules.

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