Manon, Schmidt, Enagnon, Aguénounon, Amir, Nahas, Murielle, Torregrossa, Bruce J, Tromberg, Wilfried, Uhring, Sylvain, Gioux, Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube), École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE), Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique, Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laser Microbeam and Medical Program [Irvine, CA, USA], University of California [Irvine] (UC Irvine), University of California (UC)-University of California (UC), Department of Biomedical Engineering [Irvine, CA, USA], This work was supported by the European Research Council (ERC, award# 715737, S.G.) and the University of Strasbourg IdEx (S.G.)., Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), University of California [Irvine] (UCI), University of California-University of California, and Gioux, Sylvain
International audience; Quantitative diffuse optical imaging has the potential to provide valuable functional information about tissue status, such as oxygen saturation or blood content to healthcare practitioners in real time. However, significant technical challenges have so far prevented such tools from being deployed in the clinic. Toward achieving this goal, prior research introduced methods based on spatial frequency domain imaging (SFDI) that allow real-time (within milliseconds) wide-field imaging of optical properties but at a single wavelength. However, for this technology to be useful to clinicians, images must be displayed in terms of metrics related to the physiological state of the tissue, hence interpretable to guide decision-making. For this purpose, recent developments introduced multispectral SFDI methods for rapid imaging of oxygenation parameters up to 16 frames per seconds (fps). We introduce real-time, wide-field, and quantitative blood parameters imaging using spatiotemporal modulation of light. Using this method, we are able to quantitatively obtain optical properties at 100 fps at two wavelengths (665 and 860 nm), and therefore oxygenation, oxyhemoglobin, and deoxyhemoglobin, using a single camera with, at most, 4.2% error in comparison with standard SFDI acquisitions.