Avec une sonde fine et une rafale de micro-ondes, les médecins peuvent éradiquer les cellules cancéreuses sans ouvrir un patient à une intervention chirurgicale.

Mais lorsque vous essayez de faire cuire une petite quantité de tissu précancéreux à mort dans une zone aussi délicate que, dire, l'œsophage, où les muscles contrôlent le flux de nourriture dans l'estomac, la précision est primordiale.

Une équipe d'ingénieurs biomédicaux de l'Université du Wisconsin-Madison travaille à perfectionner de nouvelles techniques d'imagerie qui pourraient permettre une surveillance plus fine de ce type de traitement d'ablation mini-invasive.

Dans une étude exploratoire récemment publiée dans la revue Optique Biomédicale Express , Étudiants diplômés du Collège d'ingénierie Ryan Niemeier, Sevde Etoz et Daniel Gil et les membres du corps professoral Jeremy Rogers, Melissa Skala et Christopher Brace ont analysé comment deux méthodes différentes de tomographie par cohérence optique (OCT) pourraient fournir des informations précieuses, des données d'imagerie quantitatives sur les tissus qui ont fait l'objet d'une ablation et les zones environnantes.

Contrairement aux ablations de tumeurs dans des organes tels que le foie ou le poumon, où les mesures sont en centimètres, les procédures dans des domaines comme l'œsophage fonctionnent à des échelles de fractions de millimètre.

"L'imagerie médicale traditionnelle ne fonctionne pas vraiment bien pour cela, " dit Brace, un professeur agrégé de génie biomédical qui a dirigé la partie ablation de l'étude. "La visualisation optique traditionnelle peut vous donner une idée de ce qui s'est passé à la surface, mais vous ne pouvez pas tout à fait dire à quel point il est profond."

Pour explorer une méthode alternative, les ingénieurs UW-Madison ont utilisé une faiblesse traditionnelle de la technologie optique à leur avantage. Lorsque la lumière est projetée dans les tissus, ça s'éparpille, limiter la profondeur et le contraste de l'image résultante.

"À la fois, c'est aussi une opportunité, " dit Rogers, un professeur adjoint de génie biomédical dont le laboratoire se concentre sur l'optique biomédicale. "La lumière diffusée contient en fait beaucoup d'informations. Ainsi, en utilisant ce signal de diffusion, nous pouvons en fait transformer cela en une source de contraste."

OCT, que Rogers compare à la version optique des ultrasons, utilise généralement la lumière proche infrarouge, qui diffuse moins et pénètre plus profondément que la lumière visible. Mais comme le groupe était expressément intéressé par l'examen des changements dans la diffusion, la longueur d'onde visible offrait un potentiel intrigant.

Rogers et son équipe d'optique ont construit sur mesure un instrument OCT qui utilise la lumière visible, puis ont comparé les images à celles prises avec un système développé commercialement utilisant la lumière proche infrarouge.

"Ce que nous avons vu avec cela, c'est qu'ils contiennent en fait des informations complémentaires. Chacun a certains avantages et inconvénients, " dit Rogers, notant que l'outil proche infrarouge voit plus profondément et a un meilleur rapport signal/bruit, tandis que l'instrument visible donne une résolution plus élevée.

"Nous savons également, grâce à la théorie de la diffusion, que ces différentes gammes de longueurs d'onde vont en réalité être sensibles à différentes structures dans le tissu."

Ainsi, la détection de changements dans la diffusion pourrait indiquer des changements physiques des tissus, comme la mort cellulaire dans le cas des traitements d'ablation. Avec une exploration plus poussée, cela pourrait signifier un suivi en temps réel des procédures, ce qui pourrait augmenter l'efficacité - plus besoin d'attendre le travail de laboratoire pour confirmer les résultats.

"Cela suggère que nous pourrions utiliser ce type de technique pour regarder de manière plus interactive ce qui se passe dans le tissu, " dit Brace.