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Une nouvelle imagerie médicale combine laser et ultrasons

L'utilisation de l’interaction matière-lumière a permis le développement d'une technique d’imagerie médicale originale qui se développe depuis le début du XXIe siècle. Il s’agit de la tomographie photoacoustique (photoacoustic tomography ou PAT en anglais).

Elle est notamment développée par une équipe de recherche de l’Université Washington de Saint-Louis (États-Unis), déjà connue pour la mise au point d’une nouvelle technologie appelée photoacoustic flowoxigraphy (oxygraphie photoacoustique de flux). Cette technique d'imagerie médicale permet de mesurer le taux d’oxygène sanguin dans tous les vaisseaux en temps réel.

La PAT constitue une application remarquable d'un phénomène découvert il y a plus de 100 ans par Alexander Graham Bell, l’inventeur du téléphone. Il s’agir de l’effet photoacoustique. Cet ingénieur avait en effet montré la génération d’ondes sonores sous l’effet de l’absorption de paquets d’ondes lumineuses dans le sélénium qu’elles chauffaient localement. Il montra aussi que le même phénomène se produisait avec d’autres matériaux et pas seulement avec de la lumière visible. Mais il faudra attendre l'arrivée du laser pour que l’on réalise le potentiel de cet effet en médecine.

L’imagerie basée sur l’effet photoacoustique est très intéressante car elle permet de discriminer chimiquement la matière vivante. Ainsi, en excitant les tissus avec différentes longueurs d'onde, on peut déterminer si des globules rouges contiennent de l’oxygène ou non. Il est aussi possible de distinguer plus facilement des tumeurs cancéreuses ou des plaques présentant un risque de rupture d'anévrisme.

Concrétement, cette technique repose sur l'utilisation de faisceaux laser à travers des tissus biologiques. Ces impulsions laser génèrent des ultrasons que l’on peut détecter avec des capteurs adéquats. Un ordinateur et des algorithmes de traitement du signal permettent alors de reconstituer des images à haute résolution.

Bien que la PAT et la PAM soient encore principalement utilisées dans des expériences de laboratoire, Wang et d'autres chercheurs travaillent sur des applications cliniques, par exemple l’étude de la trajectoire de cellules sanguines dans le cerveau. Les deux techniques sont aussi potentiellement complémentaires de l’IRM et de la tomographie avec PET Scan (Tomographie par émission de positrons ou TEP en français).

Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash

Phys

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