Des innovations dans le domaine du scanner pour des diagnostics plus précis
L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est une technique très répandue qui fournit des images des organes internes et des systèmes biologiques du corps. Les images sont générées à l’aide de puissants champs magnétiques et d’ondes radio. Le corps humain peut toutefois être un environnement complexe et «bruyant» à scanner. Des interférences peuvent survenir dans le champ magnétique et les patients peuvent mal réagir à l’agent de contraste, s’il est utilisé. Qui plus est, la plupart des appareils d’IRM placent le patient dans un étroit tunnel. Cela peut entraîner une réaction d’anxiété chez certains d’entre eux. Accélérer la procédure améliorerait par conséquent l’expérience du patient.
De nouvelles procédures de sondage et d’imagerie IRM
Le principal objectif du projet PATHOS, financé par l’UE, était d’améliorer de manière considérable les performances de l’IRM et de la résonance magnétique à détection optique (ODMR). «Nous avons commencé par proposer de nouveaux plans de détection théoriques, en utilisant des sondes classiques et quantiques pour les champs électriques et magnétiques externes», explique le coordinateur du projet PATHOS, le professeur Filippo Caruso de l’université de Florence en Italie. «Notre objectif était de réduire drastiquement la complexité de ces procédures de sondage et d’imagerie. Le but ultime était d’enrichir le contenu des informations fournies par les scanners et de réduire le temps d’exposition.» L’étape suivante a consisté à développer de nouvelles techniques de balayage permettant d’atteindre les objectifs du projet, notamment en supprimant l’arrière-plan thermique «bruyant» du balayage. «Nous avons également développé des moyens de révéler des activités biochimiques jusqu’alors invisibles», ajoute Filippo Caruso. Le projet a mis au point de nouvelles techniques de détection et de traitement des données afin d’exploiter toutes ces informations jusqu’alors inexploitées. «Ces techniques ont ensuite été testées sur diverses plateformes expérimentales complémentaires», explique Filippo Caruso. «Nous avons également voulu identifier les futures applications susceptibles d’exploiter ces nouveaux concepts et outils.»
Une boîte à outils qui va révolutionner les études biologiques
En allant au-delà de l’état de l’art en termes de techniques de balayage, le projet PATHOS a pu concevoir une puissante boîte à outils. Filippo Caruso et son équipe sont convaincus que les composants de cette boîte à outils peuvent révolutionner les études biologiques et les diagnostics médicaux. Dans le cadre d’expériences réalisées en laboratoire, de nombreux outils se sont révélés capables d’atteindre de hauts niveaux de précision et de sensibilité de balayage. Certaines de ces expériences ont consisté à scanner des protons imino de l’ARN, tels que ceux qui forment le génome du virus SARS-CoV-2. Cela pourrait avoir des implications pour la recherche de vaccins et de traitements. «Certaines de ces recherches fondamentales pourraient ouvrir de nouvelles perspectives», déclare Filippo Caruso. «L’application de certains phénomènes quantiques observés dans certaines expériences en est un parfait exemple. Ces phénomènes ont été appliqués pour tenter de mieux caractériser le génome du virus SARS-CoV-2.»
Appliquer les techniques de détection dans des environnements in vivo
Concernant diagnostic, Filippo Caruso est convaincu que la prochaine étape essentielle consistera à appliquer les techniques dans des environnements in vivo. «Les méthodes de résonance magnétique nucléaire développées pourraient éventuellement fonctionner in vivo, comme le suggèrent les résultats que nous avons obtenus à partir d’échantillons de tissus ex vivo», explique Filippo Caruso. «La complexité de l’environnement chimique dans les tissus vivants peut toutefois imposer certaines limites.» Filippo Caruso fait remarquer que le «bruit» physiologique dans un environnement IRM réaliste pourrait également être difficile à gérer. «Ces limitations pourraient toutefois être comblées par certaines des méthodes proposées dans le cadre du projet PATHOS», ajoute-t-il. «Nous espérons que ce travail permettra d’économiser un temps précieux et d’améliorer la qualité des informations fournies par l’imagerie.»
Mots‑clés
PATHOS, médical, diagnostic, rayonnement, IRM, biologique, magnétique
