Un exemple de modèle informatique dérivé d'images de contraste de phase de rayonnement synchrotron (SR-PC) de l'oreille moyenne humaine. (a) Illustre le modèle 3D de l'oreille moyenne, y compris la membrane tympanique (TM), osselets de l'oreille moyenne (malleus, l'enclume et l'étrier) et les structures des tissus mous [muscle tenseur du tympan (TTM), articulation incudostapédienne (ISJ), ligament annulaire stapédien (SAL), muscle stapédien (SM), ligament incudal postérieur (LIP), articulation incudomalléolaire (IMJ), ligament malléolaire latéral (LML) et ligament malléaire antérieur (AML)]. (b) Un échantillon de plan à travers le modèle montrant la tranche d'image SR-PC correspondante avec les limites du modèle superposées. Notez la netteté distinctive des tissus mous et des os adjacents. La localisation spatiale de ce plan est indiquée dans le coin supérieur droit. Images reproduites avec l'aimable autorisation de Hanif Ladak. Crédit :Source de lumière canadienne
Obtenir de bonnes images de l'oreille moyenne et de toutes ses parties est délicat. Mais c'est nécessaire pour les scientifiques qui veulent faire des choses comme réparer les dommages ou fabriquer des appareils pour aider les oreilles moyennes vieillissantes à mieux fonctionner.
Selon l'Enquête canadienne sur les mesures de la santé, environ 20 pour cent des adultes âgés de 19 à 79 ans ont au moins une perte auditive légère dans une ou les deux oreilles, tandis que près de 47 pour cent des adultes âgés de 60 à 79 ans ont un certain niveau de perte auditive. Les dommages à l'oreille moyenne sont un contributeur commun à la perte auditive.
Il y a plusieurs défis à relever pour obtenir de bonnes images de l'oreille moyenne, en particulier les images 3D, selon Hanif Ladak, professeur de génie biomédical à l'Université Western.
Pour un, les trois os qui composent l'oreille moyenne sont petits, mesurant seulement quelques millimètres de diamètre. Mais il existe des structures de tissus mous encore plus petites qui relient les os et leur permettent de fonctionner. Cela inclut les ligaments, les muscles et les nerfs qui à leur tour sont mesurés en micromètres - environ 100 fois plus petits que la largeur d'un cheveu.
Des images 3D détaillées de toutes les pièces ensemble sont nécessaires pour concevoir des prothèses ou des implants, il a dit. À ce jour, de nombreux endroits ont des appareils qui peuvent générer des images 3D de l'os, mais ne capturez pas les tissus mous.
C'est là qu'intervient la source lumineuse canadienne. Les chercheurs ont prélevé des oreilles moyennes complètes sur des cadavres et les ont placées dans des chambres du synchrotron. Ils ont ensuite été bombardés de rayons X qui ont essentiellement rebondi sur les différentes parties des échantillons à des vitesses différentes. Les données relatives au comportement des rayons X ont été utilisées pour construire des images 3D numériques.
Scientifique BMIT Ning Zhu, Professeur agrégé de l'Université Western Hanif Ladak, et la chercheuse postdoctorale Mai Elfarnawany. Crédit :Source de lumière canadienne
"Le CLS nous a permis d'imager avec succès à la fois l'os et les tissus mous, " il a dit.
Maintenant, le travail peut commencer sur la conception et la construction de meilleurs implants et prothèses pour aider à résoudre les problèmes d'audition liés à l'oreille moyenne.
En réalité, Les images 3D du travail chez CLS étaient si impressionnantes, ils ont été placés sur la couverture de la revue scientifique à comité de lecture Hearing Research qui est lue par des personnes de la communauté de la recherche auditive.
Ladak note que le fait d'avoir des tissus mous capturés dans l'imagerie aide à élucider comment différentes parties de l'oreille moyenne se déplacent les unes par rapport aux autres et permettent aux gens d'entendre. Le fait de disposer de ces informations dans des modèles informatiques permettra le développement éventuel de nouveaux types d'appareils et d'approches pouvant aider à résoudre les problèmes auditifs.
À ce stade, il y a eu des réunions avec des personnes de l'industrie exprimant leur intérêt à utiliser ce travail, mais il est trop tôt pour dire quelles sortes d'innovations peuvent en résulter.
Dans des travaux antérieurs, son équipe a utilisé le CLS pour obtenir des images plus détaillées d'une autre partie de l'oreille :la cochlée. Dans cette recherche, les scientifiques ont pu créer une série de cartes détaillées, ou atlas, de la cochlée qui peut être utilisé par les chirurgiens pratiquant la chirurgie d'implant cochléaire - l'implantation d'un petit appareil auditif électronique qui aide les patients atteints de surdité profonde. L'atlas permet d'améliorer la précision de la pose des implants, et peut être utilisé pour aider à sélectionner la bonne taille ou la bonne longueur d'implant.
