Une nouvelle méthode d'utilisation de la lumière pour scanner le corps humain, développé par des chercheurs de l'Université de St Andrews, pourrait aboutir à un diagnostic moins intrusif et plus efficace pour les patients. Le travail est le fruit d'une collaboration entre des chercheurs des Écoles de Physique et d'Astronomie, La biologie, Médecine et le Scottish Oceans Institute de l'Université.

La nouvelle technique permet à la lumière d'être façonnée afin qu'elle puisse atteindre de plus grandes profondeurs dans les tissus biologiques, ce qui permet d'acquérir des images tridimensionnelles (3D) de haute qualité. Il peut également permettre de réaliser des images 3D détaillées d'échantillons biologiques sans dissection ni avoir à faire pivoter les échantillons et à prendre plusieurs images qui sont ensuite fusionnées.

Publié dans la revue Avancées scientifiques , la recherche montre que la nouvelle méthode ajoute de la valeur à deux techniques d'imagerie existantes :la microscopie à couche lumineuse basée sur un faisceau de Bessel et la microscopie à couche lumineuse basée sur un faisceau d'Airy.

Le Dr Jonathan Nylk de l'École de physique et d'astronomie a déclaré :« Nous avons récemment découvert des formes de faisceaux particulières qui conservent leur forme lorsqu'elles traversent des tissus biologiques. Ces faisceaux, les faisceaux d'Airy et les faisceaux de Bessel résistent aux effets de la diffusion, mais ils deviennent toujours plus sombres à mesure qu'ils se déplacent plus profondément, il reste donc difficile de collecter suffisamment de signal à travers le tissu pour former une image.

"Maintenant, nous montrons que ces faisceaux peuvent être encore améliorés pour nous donner plus de contrôle sur leur forme, de telle sorte qu'ils deviennent réellement plus brillants au fur et à mesure qu'ils voyagent (se propagent). Lorsque l'augmentation de la luminosité (intensité) correspond à la diminution de la luminosité (intensité) lors du déplacement à travers les tissus, un signal fort et une image claire peuvent toujours être acquis du plus profond de l'échantillon."

Cette dernière recherche s'appuie sur les avancées antérieures en « imagerie par feuille de lumière », dans lequel une fine couche de lumière coupe l'échantillon comme une lame de rasoir pour sectionner l'échantillon - mais sans réellement le couper ou l'endommager. Il a été démontré que l'utilisation de feuilles de lumière Airy incurvées donnait des images nettes sur un volume dix fois plus grand qu'auparavant.

Les nouvelles techniques devraient être utiles, non seulement pour la microscopie optique, mais aussi pour repousser les limites de toute une gamme d'autres techniques d'imagerie optique.

On espère que le développement conduira à une meilleure compréhension du développement biologique, cancer, et des maladies comme la maladie d'Alzheimer, Parkinson, et Huntington qui affectent le cerveau humain.