Surfer sur une vague pour améliorer le diagnostic médical

L’imagerie médicale par rayons X, tomodensitométrie, IRM et ultrasons offre aux professionnels de la santé des perspectives uniques et une meilleure compréhension de ce qui se passe à l’intérieur du corps d’un patient. Grâce à diverses formes d’ondes, ces machines peuvent visualiser de nombreuses affections et maladies invisibles.

Cette imagerie permet aux professionnels de la santé de poser des diagnostics corrects, mais la spectroscopie apporte encore plus de détails. La spectroscopie permet d’identifier les biomolécules présentes dans les échantillons grâce à leur signature caractéristique d’absorption dans le spectre électromagnétique.

Aujourd’hui, des chercheurs de l’école d’ingénierie de l’UBC Okanagan veulent aller plus loin dans l’imagerie diagnostique.

Conscients des avantages de l’imagerie et de la spectroscopie, les chercheurs de l’Integrated Optics Laboratory (IOL) de l’UBCO mettent actuellement au point des systèmes d’imagerie qui utilisent le rayonnement térahertz. Le rayonnement térahertz se situe dans le spectre électromagnétique, avec des fréquences situées entre les ondes radio et les ondes visibles.

Cela ouvre la voie à des caractérisations térahertz rapides et précises de spécimens biologiques et peut, à terme, contribuer à la création de technologies efficaces pour la détection du cancer.

« En travaillant avec le rayonnement térahertz, nous sommes en mesure de glaner des détails sur les caractéristiques sous-jacentes des spécimens biologiques« , explique Alexis Guidi, étudiant en maîtrise à l’École d’ingénieurs et auteur principal d’une nouvelle étude publiée dans Scientific Reports. « Cet aperçu provient de la nature du rayonnement térahertz, qui est intimement sensible à la composition biomoléculaire des cellules« .

Néanmoins, selon Jonathan Holzman, chercheur principal de l’IOL et professeur de génie électrique, le développement de ces systèmes térahertz pose des problèmes urgents.

Les caractéristiques du rayonnement térahertz qui en font une sonde efficace pour les biomolécules, en termes de grandes longueurs d’onde, rendent également difficiles la mise au point et la résolution des images. Nos travaux récents ont résolu ce problème en démontrant que la spectroscopie térahertz peut offrir une résolution proche de l’échelle cellulaire. »

Les chercheurs prévoient d’appliquer leurs résultats à des domaines émergents du diagnostic médical, en mettant particulièrement l’accent sur la carcinogenèse, processus par lequel des cellules saines deviennent cancéreuses.

La recherche est partiellement financée par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada, la Fondation canadienne pour l’innovation et Diversification de l’économie de l’Ouest Canada.

Légende illustration principale : Les chercheurs de l’UBCO Jonathan Holzman et Alexis Guidi explorent le potentiel du rayonnement térahertz pour améliorer la qualité de l’imagerie diagnostique médicale.