Real-Time OCT Surveillance of Laser Therapy Through Speckle Decorrelation

La thérapie laser est une technique exploitant les interactions entre la lumière et les tissues biologiques pour traiter des maladies. Par exemple, il est possible d'utiliser l'énergie des photons pour chauffer et ainsi causer une coagulation du tissue dans le but de détruire un cancer qui y serait présent. C'est notamment ce qui est fait dans le cas de l'oesophage de Barrett, un précurseur du cancer de l'oesophage. Le problème de ces thérapies est qu'il est très difficile de connaître la profondeur de la coagulation causée par le traitement. Puisque les résultats de ces thérapies sont très peu reproductibles, il existe des risques de surexposition ou de sous-exposition. Une surexposition peut avoir des conséquences diverses incluant des complications necessitant une chirurgie alors que pour une sous-exposition, le traitement devra être répété, impliquant plusieurs chirurgies. Pour répondre à cette problématique, plusieurs techniques capables d'identifier la coagulation des tissues ont été développées. Par exemple, la tomographie par cohérence optique (Optical Coherence Tomography ou OCT) est une technique d'imagerie non invasive permettant d'imager la structure des tissues biologiques sur quelques millimètres de profondeur avec une résolution aux alentours de 1-15 micromètres. Elle est d'ailleurs utilisée dans le diagnostic de l'oesophage de Barrett. Elle est aussi capable d'observer plusieurs changements dans le tissue lorsque celui-ci coagule. En l'occurence, le bruit de tavelure ou «speckle pattern» visible à l'OCT subit un changement dans le temps durant la coagulation du tissue avant de se stabiliser une fois que la coagulation est complétée. Ce changement peut être utilisé pour suivre la coagulation du tissue. Pour y parvenir, un coupleur à double gaine (DCFC, de l'anglais Double-Clad Fiber Coupler) a été utilisé pour combiner l'imagerie OCT et le traitement laser au sein d'une seule fibre à double gaine (DCF, de l'anglais Double-Clad Fiber) garantissant la superposition des deux modalités. Un système a été bâti dans le but de permettre l'imagerie OCT et la thérapie laser par coagulation thermique simultanément. La corrélation de second-ordre a été utilisée sur l'image OCT pour quantifier le changement du patron de tavelure. Grâce à ce système, il est possible de contrôler la profondeur du traitement laser avec un arrêt automatique lorsque cette profondeur est atteinte. Notre technique a été appliquée avec succès en temps réel à des muscles de rat ex-vivo et nos résultats ont été confirmés par histologie.