Une équipe de chercheurs européens a mis au point une technique permettant d'obtenir des radiographies extrêmement détaillées grâce à un équipement conventionnel d'imagerie semblable à celui communément utilisé dans les hôpitaux et aéroports. Cette nouvelle technique produit des images appelées «images en champ sombre». Elle pourrait être utilisée dans une série d'applications telles que l'imagerie médicale ou la sécurité.
Contrairement à la technique habituelle, les images en champ sombre capturent la diffusion des rayons X à l'intérieur du tissu, ce qui permet de voir les légères modifications dans les os, les tissus mous et autres organes. L'image obtenue est beaucoup plus claire et détaillée que celle obtenue par rayons X simples. Dans le domaine médical, la sensibilité accrue de cette méthode permet d'identifier plus clairement d'infimes fractures et de mesurer la densité des os.
En outre, la diffusion des radiations dans les cancers et les cellules formant les plaques est différente de celle des cellules normales ; ainsi, les images en champ sombre de tissus mous pourraient permettre de diagnostiquer plus facilement les tissus cancéreux ou les plaques associées à la maladie d'Alzheimer. Cette sensibilité accrue est visible sur la photo d'aile de poulet publiée dans l'article ad hoc de la revue Nature Materials.
Dans le domaine de la sécurité, la structure microcristalline des explosifs implique une diffusion intense des rayons X, ce qui facilite leur identification dans les images en champ sombre. Dans les industries aéronautique et maritime, les rayons X en champ sombre pourraient permettre de détecter de minuscules brèches ou des traces de corrosion sur des structures telles que les ailes d'un avion ou la coque d'un navire.
Cependant, le potentiel intégral de ces images en champ sombre est jusqu'à présent resté inexploité ; en effet, la technologie permettant de produire ce genre d'images requiert des éléments d'optique cristalline sophistiqués ainsi que la source de rayons X la plus brillante : la lumière synchrotron. Dans leur article, les chercheurs danois et suisses expliquent la manière dont ils ont utilisé des grilles nanostructurées fixées sur des sources de radiations traditionnelles afin de produire des images en champ sombre.
«La communauté scientifique travaille sur les images en champ sombre depuis bien des années», a commenté le professeur Franz Pfeiffer de l'Institut Paul Scherrer et de l'École Polytechnique Fédérale de Lausanne en Suisse. «Cependant, jusqu'à présent, la réalisation de ces images n'avait été possible que grâce à l'utilisation d'équipements d'optique cristalline sophistiqués», a ajouté Christian David, du PSI. «La technique que nous avons mise au point utilise de nouveaux composants optiques de rayons X sous forme de grilles nanostructurées ; ces dernières permettent ainsi l'utilisation d'un large spectre, y compris la gamme standard d'énergies utilisées dans les équipements de rayons X traditionnels des hôpitaux ou des aéroports.»
Les chercheurs espèrent mettre au point une adaptation de cette technique à des fins médicales. «Associée avec la technique d'imagerie par contraste de phase que nous avons développée en 2006, nous avons désormais la possibilité d'obtenir le même champ d'application des techniques d'imagerie dans les rayons X à large spectre qu'avec la lumière visible», a conclu le professeur Pfeiffer.
