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Exploiting light coherence in photoacoustic imaging

Description du projet

La lumière cohérente: un outil pour augmenter la résolution de l’imagerie photoacoustique

L’imagerie est essentielle au diagnostic médical, au suivi et à l’endoscopie; l’imagerie optique et les ultrasons sont utilisés de manière routinière. L’imagerie photoacoustique est une nouvelle modalité d’imagerie qui exploite l’effet photoacoustique, c’est-à-dire la production de sons par l’absorption de la lumière. La technique repose sur la détection d’ondes ultrasons. Comme celles-ci sont faiblement diffusées dans les tissus biologiques, l’imagerie photoacoustique fournit des images à résolution acoustique de l’absorption optique de manière non invasive à de grandes profondeurs par rapport aux techniques purement optiques limitées par la diffusion optique. Le projet COHERENCE, financé par le Conseil européen de la recherche, vise à améliorer considérablement la résolution en profondeur en utilisant et en manipulant la lumière cohérente. Les chercheurs y parviendront en développant de nouvelles méthodes basées sur l’illumination spéculaire, la formation de front d’onde et l’imagerie de super-résolution.

Objectif

Photoacoustic imaging is an emerging multi-wave imaging modality that couples light excitation to acoustic detection, via the photoacoustic effect (sound generation via light absorption). Photoacoustic imaging provides images of optical absorption (as opposed to optical scattering). In addition, as photoacoustic imaging relies on detecting ultrasound waves that are very weakly scattered in biological tissue, it provides acoustic-resolution images of optical absorption non-invasively at large depths (up to several cm), where purely optical techniques have a poor resolution because of multiple scattering. As for conventional purely optical approaches, optical-resolution photoacoustic microscopy can also be performed non-invasively for shallow depth (< 1 mm), or invasively at depth by endoscopic approaches. However, photoacoustic imaging suffers several limitations. For imaging at greater depths, non-invasive photoacoustic imaging in the acoustic-resolution regime is limited by a depth-to-resolution ratio of about 100, because ultrasound attenuation increases with frequency. Optical-resolution photoacoustic endoscopy has very recently been introduced as a complementary approach, but is currently limited in terms of resolution (> 6 µm) and footprint (diameter > 2 mm).
The overall objective of COHERENCE is to break the above limitations and reach diffraction-limited optical-resolution photoacoustic imaging at depth in tissue in vivo. To do so, the core concept of COHERENCE is to use and manipulate coherent light in photoacoustic imaging. Specifically, COHERENCE will develop novel methods based on speckle illumination, wavefront shaping and super-resolution imaging. COHERENCE will result in two prototypes for tissue imaging, an optical-resolution photoacoustic endoscope for minimally-invasive any-depth tissue imaging, and a non-invasive photoacoustic microscope with enhanced depth-to-resolution ratio, up to optical resolution in the multiply-scattered light regime.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

ERC-COG - Consolidator Grant

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2015-CoG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

UNIVERSITE GRENOBLE ALPES
Contribution nette de l'UE
€ 1 932 630,00
Adresse
621 AVENUE CENTRALE
38058 Grenoble
France
Région
Auvergne-Rhône-Alpes Rhône-Alpes Isère
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 2 116 290,00

Bénéficiaires (2)