De nouvelles techniques d’imagerie en SWIR à suivre.
Les tissus vivants ont la capacité d’absorber et de disperser les photons à différentes profondeurs, selon la longueur d’onde de la lumière. Pour le proche infrarouge (NIR-I, c’est-à-dire 700 à 950 nm), on a démontré une bonne capacité de pénétration et on a pu obtenir diverses images de fluorescence in vivo, grâce à un agent de contraste ou à des colorants appelés fluophores. Plusieurs techniques d’imagerie dans cette bande ont été possibles grâce aux CDD ou plus récemment aux S-CMOS très sensibles au profit de la recherche biomédicale ou de l’application clinique.
Récemment, le passage à l’imagerie par fluorescence à plus grande longueur d’onde dans la région SWIR ou NIR II (1 000 à 1 350 nm) a suscité une grande intérêt dans le monde entier. Voici quelques exemples de recherche et d’innovation dans ce domaine :
De nouveaux nanomatériaux fluorescents appelés NIR-I à NIR-II – tels que les nanotubes de carbone, les « quantum dot » ou les nanoparticules de polymère – remplacent ou complètent le fluophore. Ils permettent d’imager dans la bande SWIR, leur émission de lumière lorsqu’ils sont eux-mêmes excités dans la bande NIR. Cela réduit l’interférence de l’absorption, de la diffusion et de l’auto-fluorescence des photons.
Les progrès récents dans le domaine des aptamères fluorescents de l’ADN permettent de reconnaître les biomarqueurs du cancer sur la forme soluble ou liée à la membrane. D’autres travaux menés cette fois-ci avec des marqueurs d’aptamères d’ARN ont ouvert la possibilité d’étudier les processus intracellulaires pour mieux comprendre la signalisation et la physiologie cellulaires.
Une autre technologie prometteuse utilise par exemple la lumière SWIR pour exciter divers colorants de nanocristaux de terres rares qui s’accumulent sur les sites de la maladie. Enfin, dans le domaine médical, les sondes existantes, comme le vert d’indocyanine (ICG), approuvé par la FDA et largement utilisé, sont désormais connues pour leur forte émission dans l’infrarouge, ce qui simplifie grandement le processus pour les nouvelles applications ou expérimentations thérapeutiques.
Le champ d’application est vaste, notamment dans le domaine du cancer, mais pas seulement, comme le montre cette liste non exhaustive :
- Pré et post traitement in vivo,
- Diagnostic,
- La thérapie, ou parfois le diagnostic et la thérapie en même temps,
- Chirurgie (supprimant le besoin de biopsies des ganglions lymphatiques),
- Lésion cardio-vasculaire,
- L’imagerie par spectrométrie de masse, …
Les caméras C-RED 2 de First Light Imaging utilisées à -40°C ont montré leurs capacités exceptionnelles grâce à la combinaison unique de leurs performances simultanées (bruit de lecture <30 électrons, fréquence d’image de 600FPS et plage dynamique de 93dB ). Elles surpassent les caméras à refroidissement à températures encore plus basses pour un coût plus abordable.