Schéma de l'imagerie de la structure 3D d'un tissu pathologique en combinant la tomographie par diffraction optique et la couture automatisée. Crédit :Hugonnet et al., doi 10.1117/1.AP.3.2.026004
L'histologie est l'étude des tissus biologiques à un niveau microscopique. Aussi appelée anatomie microscopique, l'histologie est largement utilisée pour diagnostiquer le cancer et d'autres maladies. Par exemple, les échantillons de tissus obtenus pendant la chirurgie pourraient aider à déterminer si une action chirurgicale supplémentaire est nécessaire, et une nouvelle intervention chirurgicale peut être évitée si un diagnostic peut être rapidement obtenu au cours d'une opération.
Les méthodes traditionnelles en histopathologie sont généralement limitées à des échantillons minces et nécessitent un traitement chimique du tissu pour fournir un contraste suffisamment élevé pour l'imagerie, ce qui ralentit le processus. Une avancée récente en histopathologie élimine le besoin de coloration chimique et permet une imagerie à haute résolution de coupes de tissus épais. Comme indiqué dans Photonique avancée , une équipe de recherche internationale a récemment démontré une technique d'imagerie de phase quantitative sans marquage 3D qui utilise la tomographie par diffraction optique pour obtenir des informations d'imagerie volumétrique. L'assemblage automatisé simplifie l'acquisition et l'analyse des images.
Tomographie par diffraction optique
La tomographie par diffraction optique est une technique de microscopie permettant de reconstruire l'indice de réfraction d'un échantillon de tissu à partir de ses images de champ dispersé obtenues avec différents angles d'éclairage. Il permet une visualisation à contraste élevé sans étiquette d'échantillons transparents. Le champ diffusé complexe transmis à travers l'échantillon est d'abord récupéré en utilisant l'holographie hors axe, puis les champs diffusés obtenus avec différents angles d'éclairement sont cartographiés dans l'espace de Fourier permettant la reconstruction de l'indice de réfraction de l'échantillon.
Histopathologie volumétrique d'un échantillon de tissu pancréatique non marqué de 100 μm d'épaisseur provenant d'un patient présentant un néoplasme papillaire intracanalaire des voies biliaires dans le foie. A des fins de comparaison, les tissus adjacents ont été préparés dans des lames de tissus minces avec la méthode de coloration H&E conventionnelle. (la cinquième rangée, grossissement 400x). Crédit :Hugonnet et al., doi 10.1117/1.AP.3.2.026004.
Une limitation reconnue de la tomographie par diffraction optique est due à la distribution complexe des indices de réfraction, ce qui entraîne une aberration optique importante dans l'imagerie des tissus épais. Pour surmonter cette limite, l'équipe a utilisé le recentrage numérique et l'assemblage automatisé, permettant l'imagerie volumétrique de tissus de 100 um d'épaisseur sur un champ de vision latéral de 2 mm x 1,75 mm tout en maintenant une haute résolution de 170 nm x 170 nm x 1400 nm. Ils ont démontré que la visualisation simultanée des structures subcellulaires et mésoscopiques dans différents tissus est rendue possible par une haute résolution combinée à un large champ de vision.
Rapide, histopathologie précise
Les chercheurs ont démontré la capacité de leur nouvelle méthode en imageant une variété de pathologies cancéreuses différentes :tumeur neuroendocrine pancréatique, néoplasie intraépithéliale, et néoplasme papillaire intracanalaire des voies biliaires. Ils ont photographié à l'échelle millimétrique, sans tache, Des tissus de 100 µm d'épaisseur à une résolution 3D subcellulaire, qui a permis la visualisation de cellules individuelles et d'architectures tissulaires multicellulaires, comparable aux images obtenues avec des tissus traditionnels traités chimiquement. D'après le parc YongKuen, chercheur au Korea Advanced Institute of Science and Technology et auteur principal de l'étude, "Les images obtenues avec la méthode proposée ont permis une visualisation claire des différentes caractéristiques morphologiques dans les différents tissus permettant la reconnaissance et le diagnostic des lésions et pathologies précurseurs."
Park note que des recherches supplémentaires sont nécessaires, mais les résultats suggèrent un grand potentiel pour rapide, histopathologie précise pendant la chirurgie :« Des recherches supplémentaires sont nécessaires sur la préparation des échantillons, vitesse de reconstruction, et l'atténuation de la diffusion multiple. Nous nous attendons à ce que la tomographie par diffraction optique fournisse des diagnostics plus rapides et plus précis dans les consultations d'histopathologie et de pathologie peropératoire."
