Interaction de la Lumière Polarisée avec les Milieux Diffusants Optiquement Anisotropes

Nous utilisons des modèles de Monte Carlo sensibles à la polarisation, développés en interne, pour simuler la propagation de la lumière polarisée dans des milieux diffusants anisotropes tels que les tissus biologiques. Ces simulations aident à interpréter les mesures de matrice de Mueller des tissus et à les relier aux propriétés polarimétriques, à évaluer la profondeur de pénétration en géométrie de réflexion, et fournissent des indications précieuses pour la conception optimale des systèmes polarimétriques.

Polarization-sensitive Monte CarloAnisotropic Scattering MediaOptical PhantomsPenetration Depth AnalysisStructured Illumination

Impact du Croisement des Fibres sur les Images Polarimétriques de la Matière Blanche Saine

Cette étude utilise un algorithme de Monte Carlo polarisé pour simuler des images de matrice de Mueller grand champ en rétrodiffusion de fantômes optiques représentant la matière blanche cérébrale. Le modèle intègre spécifiquement des faisceaux de fibres qui se croisent, et montre comment leur présence peut effacer l'anisotropie optique qui distingue autrement la matière blanche saine du tissu tumoral optiquement isotrope. En comparant les signatures de retard et de dépolarisation simulées et expérimentales, le modèle aide à déterminer si ces deux paramètres polarimétriques restent des marqueurs peropératoires fiables pour la délimitation tumorale, même dans les régions à architecture de fibres complexe (M. Wang et al., Biomed. Opt. Express 16(12), 5261–5278 (2025), 10.1364/BOE.577075).

Imagerie de Matrice de Mueller sous Illumination Structurée pour la Caractérisation des Tissus

L'imagerie polarimétrique sensible à la profondeur des tissus diffusants anisotropes en géométrie de réflexion reste difficile, car le signal détecté intègre des contributions de plusieurs profondeurs et mélange les signatures polarimétriques. L'illumination structurée offre une approche prometteuse pour moduler la profondeur de pénétration de la lumière et, ainsi, contrôler la sensibilité en profondeur des mesures polarimétriques. Un algorithme de Monte Carlo sensible à la polarisation, validé par des mesures sur fantômes d'Intralipid, a été utilisé pour simuler des images de matrice de Mueller de tissus diffusants anisotropes sous illumination spatialement structurée. À l'aide de fantômes biréfringents bicouches aux axes optiques orthogonaux, le modèle révèle les mécanismes physiques qui gouvernent la formation des images polarimétriques dans les tissus anisotropes stratifiés sous ce schéma d'illumination. Les résultats montrent que l'association de la polarimétrie de Mueller et de l'illumination structurée permet une caractérisation tissulaire sélective en profondeur, ouvrant de nouvelles perspectives de guidage peropératoire, par exemple en chirurgie des tumeurs cérébrales, de l'épilepsie, de la tête et du cou, du col de l'utérus et des cancers cutanés.

Research Output