L'un des défis de l'imagerie optique est de visualiser l'intérieur des tissus en haute résolution. Les méthodes traditionnelles permettent aux chercheurs de regarder à une profondeur d'environ 1 millimètre. Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft ont maintenant développé une nouvelle méthode qui peut pénétrer jusqu'à quatre fois plus profondément, jusqu'à environ 4 millimètres. Le secteur de la santé en particulier pourrait bénéficier à l'avenir de la nouvelle technique.

La nouvelle méthode d'imagerie regroupe un certain nombre de techniques existantes. Le plus important d'entre eux est la tomographie par cohérence optique, une technique que les ophtalmologistes utilisent pour imager la rétine. L'OCT est similaire à l'échographie acoustique, mais utilise la lumière au lieu des ondes sonores tout en ayant une résolution plus élevée. En utilisant les informations contenues dans les ondes lumineuses réfléchies, un algorithme peut créer une coupe transversale du tissu.

La Coupe transversale

Contrairement à un scan OCT normal, les chercheurs de Delft ne font pas d'images avec la lumière réfléchie, mais envoyer la lumière à travers le tissu. D'un autre côté, un capteur le capte à nouveau. Les chercheurs peuvent voir quelle lumière arrive et quand. "La lumière qui voyage pendant une période plus longue est diffusée à travers les tissus et arrive au détecteur relativement tard, ", explique Jeroen Kalkman, chercheur à la TU Delft. "Habituellement, cela rend les images résultantes floues. Mais en regardant l'heure d'arrivée, nous pouvons séparer cette lumière diffusée de la lumière qui a traversé directement l'échantillon. Avec la lumière qui arrive tôt, nous pouvons produire une image nette."

Pour faire une coupe, un soi-disant tomogramme, de l'objet, les chercheurs utilisent des technologies connues de la tomographie par ordinateur, dont l'exemple le plus connu est le scanner. "Cela implique de mesurer une projection des rayons X traversant l'objet à de nombreux angles et positions différents, " dit Kalkman. " Vous pouvez ensuite connecter toutes ces différentes projections ensemble à l'aide d'un ordinateur pour créer une image en trois dimensions. On fait la même chose, mais avec de la lumière."

Pour découvrir la puissance de leur technique, les chercheurs l'ont testé sur des poissons zèbres morts, qu'ils ont obtenu grâce à une étude en cours à Erasmus MC. La profondeur de pénétration maximale était d'environ quatre millimètres, une amélioration d'un facteur quatre par rapport à la démarche de réflexion actuelle en PTOM. En outre, les organes du poisson zèbre pourraient être représentés avec un contraste élevé en regardant à la fois la force et l'heure d'arrivée de la lumière. Kalkman dit, « Nous travaillons là-dessus avec toute une équipe de chercheurs depuis près de dix ans, c'est donc un immense plaisir que nous ayons enfin terminé."

À l'avenir, la nouvelle technique de Delft pourrait générer des informations précieuses sur certaines maladies. "Avec notre méthode, nous serions en mesure de suivre très précisément l'évolution d'une telle maladie dans le temps, " dit Kalkman. " De cette façon, nous pourrions étudier les effets des médicaments ou, inversement, substances potentiellement toxiques sur les tissus. Cela pourrait nous fournir des informations utiles qui peuvent finalement conduire à de meilleurs traitements ou à une meilleure protection. »

Une autre application de la nouvelle méthode est l'analyse des biopsies, petits morceaux de tissu humain que les médecins prélèvent sur les patients pour analyse. "Actuellement, les laboratoires ajoutent souvent des marqueurs fluorescents aux biopsies, soit ils les coupent en petites tranches et utilisent un éclaircissement optique pour les rendre plus transparents, " dit Kalkman. " Cela prend beaucoup de temps, et au cours de ce processus, les biopsies peuvent se déformer. Nous attendons de notre technique qu'elle puisse imager les biopsies sous leur forme tridimensionnelle, aidant ainsi les médecins à établir un diagnostic plus précis."