Tomographie par cohérence optique (OCT) - Technologie et applications biomédicales

La tomographie par cohérence optique, communément désignée par l’acronyme « OCT » (de l’anglais «  optical coherence tomography  »), est une technique d’imagerie optique utilisée principalement dans le domaine biomédical. L’OCT a été commercialisée à partir de 1996 pour l’imagerie de la rétine, quelques années seulement après la première démonstration en laboratoire. Elle constitue désormais une technique standard et incontournable en ophtalmologie. L'OCT commence à être employée dans d’autres domaines de la médecine, notamment en cardiologie interventionnelle dans le traitement des maladies coronariennes. En fournissant des images à l'échelle du micromètre de manière non invasive, l’OCT réalise une « biopsie optique » permettant d'obtenir des informations sur les tissus biologiques à partir de l'imagerie au lieu de la biopsie classique suivie d’un examen histopathologique. L’OCT est ainsi intéressante en gastro-entérologie pour la détection de cancers débutants et en dermatologie pour améliorer le diagnostic des lésions cutanées.

Souvent décrite comme l'analogue optique à l'échographie, l'OCT sonde les tissus biologiques avec de la lumière au lieu d'ultrasons, et cartographie leur réflectivité en profondeur. En échographie, les structures des tissus sont localisées en mesurant le temps de parcours des échos. À cause de la vitesse de propagation de la lumière, environ 1,5.10 ⁵ fois supérieure à celle du son dans les tissus, une telle mesure n’est pas réalisable en optique. Une méthode de mesure indirecte est mise en œuvre en OCT, basée sur l'interférométrie en lumière faiblement cohérente. Après réflexion par les tissus, le faisceau lumineux interfère avec un faisceau de référence provenant de la même source de lumière. À partir du signal interférométrique détecté, on accède au profil de réflectivité des tissus en profondeur, appelé « A-scan » par analogie à l'échographie. Sur la base de plusieurs A-scans adjacents, des images en 2 voire 3 dimensions peuvent être obtenues. Des structures réfléchissantes situées à des profondeurs différentes peuvent être distinguées, si leurs distances sont supérieures à la longueur de cohérence de lumière détectée. Ainsi, la résolution en profondeur en OCT est d'autant meilleure que la cohérence temporelle de la lumière est faible. En pratique, cette résolution se situe entre 1 et 20 µm. La profondeur de pénétration dans les tissus biologiques est principalement limitée par la diffusion de la lumière. Dans les milieux fortement diffusants, tels que la peau, elle est d’environ 1 mm. Cette pénétration est supérieure à celles d'autres techniques optiques d'imagerie à haute résolution telles que la microscopie confocale.

Depuis son apparition au début...