Une caméra à détection de photons permet de voir directement à travers le corps

04/10/17 à 15:01 - Mise à jour à 14:30

Au Royaume-Uni, des chercheurs ont conçu un tout nouveau type de caméra ultra-sensible permettant littéralement de voir à l'intérieur du corps et de déterminer avec exactitude l'emplacement d'un endoscope, sans exposer les patients aux rayons ionisants. Non invasive, elle détecte la lumière photo par photon. Cette innovation pourrait révolutionner les techniques d'imagerie médicale.

Une caméra à détection de photons permet de voir directement à travers le corps

© jdm

Lorsqu'un endoscope se trouve dans un corps humain à la recherche de l'élément à traiter, jusqu'à présent, il n'était pas possible de suivre son emplacement sans utiliser des rayons X ou d'autres méthodes coûteuses. Le problème est que si la lumière de cet outil médical est capable de traverser le corps, elle tend plutôt à se disperser ou à rebondir sur les différents tissus humains ce qui engendre une perte d'information et une image floue.

"Or, la capacité à voir la position d'un instrument dans le corps humain est cruciale pour de nombreuses raisons dans le monde médical, alors que nous avançons dans les techniques de soin non-invasives", souligne le Pr Kev Dhaliwal, de l'Université d'Edimbourg, chercheur en chef d'un projet collaboratif et multi-institutionnel appelé Proteus. Ce projet, qui rassemble une cinquantaine de chercheurs de toutes disciplines, a pour but de "développer une technologie révolutionnaire d'imagerie pour diagnostiquer rapidement, in vivo et in situ, ainsi que traiter, les maladies pulmonaires."

C'est dans le cadre de ce projet que le Pr Dhaliwal et ses collègues ont élaboré un prototype capable déterminer de manière très précise l'endroit d'où un endoscope émet de la lumière et, par conséquent, où il se trouve à l'intérieur du corps humain.

Grâce à une puce en silicium, semblable à celles dont sont dotés les appareils photos numériques, la caméra, qui est d'une sensibilité extrême, détecte "individuellement" le peu de photons qui traversent les tissus tout en enregistrant le temps qu'ils mettent pour parvenir au capteur. Elle différencie les photons dispersés (lumière diffusée) et balistiques (lumière se déplaçant directement vers la caméra). Avantage : les patients ne sont plus exposés à des rayons X.

Lors des premiers tests réalisés chez des moutons, dans des conditions normales d'éclairage, la caméra a détecté une source de lumière située 20 centimètres sous la peau. Sa précision est de l'ordre d'1 centimètre mais elle devrait s'améliorer car pour l'instant il ne s'agit encore que d'un prototype.

Les chercheurs affirment aussi que cette technique d'imagerie balistique devrait permettre aux médecins et aux chirurgiens de visualiser à la fois la pointe lumineuse et la longueur totale de l'endoscope qu'ils utilisent, ce qui devrait faciliter son guidage à l'emplacement désiré. Ils ajoutent qu'elle pourrait les aider à bien voir la structure du corps, à travers tout l'organisme. Cette information peut être extrêmement précieuse en termes de diagnostic et de détermination du type de traitement à prodiguer au patient.

(référence : Biomedical Optics Express, 1er septembre 2017, DOI : 10.1364/BOE.8.004077)