Développement d'un système de tomographie optique laminaire pour application à l'imagerie de la moelle épinière du petit animal

Plusieurs modalités d'imagerie fonctionnelle, telles que l'Imagerie par Résonance Magnétique fonctionnelle, l'Optique Diffuse ou l'Optique Intrinsèque, ont été développées afin de quantifier l'activité présente dans les tissus neuronaux. Bien qu'elles aient été largement appliquées sur le cortex, leur application à la moelle épinière est plutôt rare. Les difficultés physiologiques et anatomiques telles que le mouvement respiratoire, la petite taille, la présence d'inhomogénéités magnétiques et l'inversion entre matière grise et matière blanche comparé au cerveau rendent les techniques d'imagerie neuronale usuelles déficientes. La Tomographie Optique Laminaire (TOL) est une technique récemment développée qui comble le vide entre l'imagerie optique intrinsèque et l'imagerie optique diffuse. Son principe est fondé sur le balayage d'une source lumineuse et de détecteurs à la surface du tissu imagé. En utilisant des distances de séparation source-détecteur différentes, la lumière qui se propage dans les tissus peut être distinguée de celle qui émerge de la surface fournissant ainsi de la sensibilité en profondeur. Ce travail de maîtrise proposait de développer un système de Tomographie Optique Laminaire en vue de l'appliquer à l'imagerie de l'activité neuronale de la moelle épinière du rat. Après la phase de conception, des acquisitions sur différents fantômes ont permis de caractériser les performances du système ainsi que de valider sa stabilité et sa robustesse. Finalement, la conduite d'expériences in vivo sur des rats a fourni les preuves nécessaires pour démontrer la capacité de la TOL envers cette application particulière. L'établissement de cartes d'activation tridimensionnelles a mis en évidence l'activité neuronale présente dans la totalité de la moelle épinière en permettant de distinguer avec une précision satisfaisante les contributions du signal sur différentes profondeurs d'observation.