Un tout nouveau type de caméra permettant de détecter les traces de lumière est capable de « voir » à travers le corps humain et déterminer l’emplacement exact d’un endoscope, ce qui était impossible jusqu’à présent.

Des chercheurs ont inventé un tout nouveau type de caméra qui est capable de littéralement voir à travers les différentes structures à l’intérieur du corps humain, permettant de détecter des sources lumineuses se cachant derrière près de 20 centimètres de tissu corporel.

Le prototype de caméra actuel, développé par les chercheurs de l’Université d’Édimbourg au Royaume-Uni, est conçu pour fonctionner conjointement avec les endoscopes (ces longs et minces instruments qui sont souvent équipés de caméras, de capteurs et de lumières pour regarder à l’intérieur des cavités creuses dans le corps humain).

Les endoscopes sont de précieux outils pour toutes sortes de procédures médicales, mais jusqu’à présent, il était très compliqué de connaître la position exacte de l’outil introduit dans le corps sans avoir recours aux rayons X.

Mais à présent ce n’est plus un problème grâce à la capacité de cette nouvelle caméra, qui peut détecter des sources de lumière dans le corps, telles que l’extrémité lumineuse du tube flexible de l’endoscope, afin de le repérer avec précision.

prototype caméra voir à travers le corps tissus corporel

Crédits : University of Edinburgh

Grâce à des milliers de détecteurs de photons intégrés à l’intérieur de la caméra, l’appareil peut en effet détecter des particules individuelles de lumière à travers les tissus humains. Généralement, lorsque les photons entrent en contact avec les structures corporelles, la lumière se diffuse ou est renvoyée sur les tissus. Mais grâce à la sensibilité élevée de la nouvelle caméra, cette dernière peut tout de même détecter ne serait-ce que d’infimes traces de lumière à l’intérieur du corps.

En conciliant les signaux lumineux directement observés par la caméra avec les photons dispersés (qui parcourent de plus longues distances et donc prennent plus de temps à atteindre la caméra), l’appareil peut déterminer de manière très précise où l’endoscope émet de la lumière et par conséquent, où il se trouve à l’intérieur du corps.

Cette technique, qui différencie les photons dispersés et balistiques (dits directs), s’appelle l’imagerie balistique et pourrait bien aider les physiciens à comprendre l’emplacement corporel interne exact observé avec l’endoscope. Cette information peut être extrêmement précieuse en termes de diagnostic et de détermination du type de traitement à prodiguer au patient.

imagerie à travers corps humain caméra

À gauche, un exemple de lumière que la caméra détecte à partir d’un endomicroscope optique. Crédits : University of Edinburgh

Ci-dessus : l’image de gauche montre ce que le prototype voit, avec l’imagerie balistique qui révèle l’emplacement précis de l’instrument (ici, dans les poumons). À droite, l’image révèle ce que voit une caméra conventionnelle. En effet, son capteur collecte beaucoup de bruit en termes de lumière dispersée, mais est incapable de déterminer l’origine des photons, car les particules légères rebondissent autour des structures pulmonaires. Les scientifiques prévoient également d’améliorer la résolution de l’imagerie à l’avenir.

« C’est une technologie permettant de littéralement voir à travers le corps humain », explique le chercheur Kev Dhaliwal. « La capacité de voir l’emplacement d’un appareil est cruciale pour de nombreuses applications dans le domaine de la santé. Nous allons vers des approches moins invasives pour traiter les maladies », ajoute-t-il.

Dhaliwal est le chercheur en chef d’un projet collaboratif et multi-institutionnel appelé Proteus : ce projet vise à élaborer de nouvelles technologies d’imagerie permettant de visualiser des éléments biologiques précédemment invisibles par nos technologies. Les chercheurs affirment que la vision améliorée fournie par la nouvelle caméra permettra aux médecins de visualiser à la fois la pointe et la longueur totale de l’endoscope qu’ils utilisent.

Sources : Biomedical Optics Express, Proteus

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