Les chercheurs ont développé une méthode d'imagerie chimique qui identifie le cancer du côlon avec plus de précision et d'efficacité que les méthodes traditionnelles.

Le cancer du côlon est le quatrième cancer le plus fréquent au Royaume-Uni, causant 16, 000 morts chaque année. Une intervention précoce garantit les meilleures chances de survie, mais les symptômes peuvent souvent être confondus avec d'autres maladies.

Cette nouvelle méthode utilise l'analyse informatique pour améliorer les techniques d'imagerie infrarouge et produire des résultats plus précis, ouvrant la voie aux cliniciens pour diagnostiquer les patients plus efficacement.

"Photographies chimiques"

L'équipe de recherche du département de génie chimique de l'Imperial College de Londres a utilisé l'imagerie spectroscopique infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) pour produire des « photographies chimiques » d'échantillons de tissus de biopsie allant de sains à cancéreux.

L'imagerie FTIR consiste à projeter un faisceau infrarouge sur un échantillon et à mesurer la quantité de lumière absorbée à différentes fréquences, qui est utilisé pour produire une référence visuelle de la composition chimique de l'échantillon.

Les résultats, Publié dans Chimie analytique et bioanalytique , montrent des différences chimiques significatives dans les échantillons à différents stades de la maladie. Ceci est important car les changements cellulaires ont lieu au niveau chimique avant que des déformations physiques ne se produisent, permettant aux cliniciens de détecter les changements à un stade précoce.

Cette étude démontre l'intérêt d'utiliser l'imagerie spectroscopique FTIR comme outil de diagnostic du cancer du côlon, aux côtés d'outils tels que la coloscopie, chirurgie et histopathologie.

Produire des modèles prédictifs

Les chercheurs ont également utilisé un programme de classification de forêt aléatoire (RF) pour analyser les données de l'image spectroscopique. Ce faisant, ils ont démontré pour la première fois que seule la région des empreintes digitales du spectre infrarouge moyen (7-10 micromètres) est importante lors du diagnostic de malignité cancéreuse.

Ceci est important car les données prises à partir d'une gamme plus large du spectre présentent un risque plus élevé de distorsion due à la diffusion Mie, où les particules légères se dispersent, qui ne peut être corrigé qu'avec un verre correcteur ou un algorithme informatique complexe.

En utilisant uniquement les données de la région des empreintes digitales, chacun de ces longs processus peut être éliminé, et la formation de l'équipement pour les cliniciens a été rendue moins chronophage.

Application en milieu clinique

Bien que cette étude se soit limitée à la détection du cancer du côlon, les chercheurs ont utilisé les résultats pour créer des modèles qui ont le potentiel d'être appliqués à d'autres cancers difficiles à diagnostiquer tels que le cancer de l'œsophage, et même des anomalies non cancéreuses.

La chercheuse principale, Mme Cai Li Song, a déclaré :« Nous avons démontré une pathologie numérique sans marquage par une technique d'imagerie spectroscopique infrarouge avec une chimiométrie subséquente pour nous permettre de différencier les polypes du côlon bénins et malins. Les résultats nous encouragent à transférer cette technique dans des contextes cliniques réels pour améliorer la détection des maladies."

Le professeur Sergei Kazarian a ajouté :« Il est urgent de développer de nouvelles techniques, qui peut identifier les premiers stades du cancer d'une manière qui va au-delà des approches histopathologiques actuelles afin d'augmenter les taux de survie.

Le couplage de l'imagerie spectroscopique avec des approches avancées d'apprentissage automatique facilitera la détection et la compréhension précoces du cancer. Il y a une excitation d'avoir une précision améliorée qui promet des progrès dans la détection précoce du cancer et la différenciation des stades de la maladie.

Chanson Cai Li, un doctorat exceptionnel. chercheur dans mon groupe, a obtenu les données spectrales de haute qualité et appliqué une sélection innovante de caractéristiques spectrales à la classification du cancer du côlon avec une grande précision, rapprochant ainsi l'imagerie spectroscopique de l'acceptation clinique."