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Autofluorescence endoscopic spectro-imaging and 2D-cartography for in situ localisation and diagnosis of cancerous lesions
Early diagnosis is the most efficient way to struggle against cancer. Among all the existing techniques, optical methods
(photodiagnosis from NUV to NIR) show important characteristics required by the physicians : high sensitivity, non-ionising radiations and non-traumatic measurements. They are particularly well suited to the detection of cancers
in hollow organs, that are usually superficial and hardly visible with classical endoscopy. This paper describes a
methodological approach based on the use of tissue autofluorescence, applicable in clinical endoscopy, and leading to
the definition of diagnosis indicators from the spectral parameters. Following a state-of-the-art on autofluorescence
spectroscopic (LIFS) and endoscopic imaging methods, we present the efficiency of fibered LIFS in terms of sensitivity
and specificity for the diagnosis of esophagus cancerous lesions (clinical study over 25 patients). We then present the
technological characteristics of an autofluorescence endoscopic imaging prototype developed in our labs as well as its
calibration. A second part is devoted to endoscopic image registration and mosaicing and to optics aberration
correction in perspective of the automatic construction of a panoramic image (cartography) of the organ’s explored
areas. Finally, exploiting the fluorescence data provided by the imager, the feasibility of the superimposition of spatial
and spectral information is validated with a phantom.Le diagnostic précoce est le moyen le plus efficace de lutte contre le cancer. Parmi toutes les techniques
possibles, les méthodes optiques (photodiagnostic du proche UV au proche IR) présentent des caractéristiques
importantes recherchées par les médecins : grande sensibilité, radiations non ionisantes et mesures
atraumatiques. Elles sont particulièrement bien adaptées à la détection des cancers des organes creux, par
nature superficiels et difficilement décelables en endoscopie classique. Cet article décrit une approche
méthodologique fondée sur l’exploitation de l’autofluorescence tissulaire, applicable en endoscopie clinique, et
conduisant à l’élaboration d’indicateurs diagnostiques issus des paramètres spectraux. Après un état de l’art
sur les méthodes spectroscopiques (LIFS) et d’imagerie endoscopique d’autofluorescence, nous montrons
l’efficacité de la LIFS fibrée en terme de sensibilité et de spécificité pour le diagnostic de lésions cancéreuses
de l’oesophage (étude clinique sur 25 patients). Nous présentons ensuite les caractéristiques technologiques
et le calibrage du prototype d’imageur endoscopique d’autofluorescence développé. Une seconde partie traite
du pré-traitement, du recalage et du mosaïquage des images endoscopiques appliqués à la construction
automatique d’une image panoramique (cartographie) à partir de séquences vidéos des zones explorées de
l’organe. Finalement, en exploitant les informations de fluorescence fournies par l’imageur,
la faisabilité d’une superposition des informations spatiale et spectrale est validée sur fantôme