L'imagerie laser speckle évalue les cœurs des donneurs - Physics World

Une technique d'imagerie initialement développée pour détecter la façon dont la lumière se diffuse sur les globules rouges a été améliorée par des chercheurs français afin de pouvoir désormais imager en toute sécurité la circulation sanguine coronarienne dans les cœurs des donneurs pendant la perfusion cardiaque ex situ (ESHP), une procédure utilisée pour la préservation du cœur et dépistage. La nouvelle technique, connue sous le nom d'imagerie de contraste orthogonal par speckle laser (LSOCI), permet une imagerie non invasive à haute résolution de tous les vaisseaux sanguins périphériques du cœur en temps réel et pourrait fournir des informations précieuses aux médecins sur la qualité d'un organe à transplanter. .

« Une telle technologie de speckle dynamique existe depuis longtemps », explique le chef d'équipe. Élise Colin De Université Paris-Saclay et la start-up Recherche Médicale ITAE, « mais il est normalement appliqué à des objets stationnaires. Nous ne savions pas du tout si nous serions capables d’obtenir des images de l’activité sanguine lorsque nous l’appliquions à un objet présentant un mouvement significatif, comme un cœur battant.

L’échec du greffon après une transplantation cardiaque peut survenir en raison d’anomalies dans l’organe du donneur, telles qu’une maladie coronarienne. Le risque de ces anomalies augmente avec l’âge ou chez les patients présentant des pathologies cardiaques préexistantes. Un dépistage minutieux de ces pathologies est donc essentiel pour déterminer si un organe est éligible à une transplantation.

Ces dernières années, l'ESHP a permis d'évaluer le cœur en dehors du corps. Ici, les médecins surveillent les performances d'un cœur donneur après que des nutriments oxygénés lui ont été fournis via ses vaisseaux sanguins. Le problème est que la réalisation d’une coronarographie pendant l’ESHP (pour dépister une maladie coronarienne) peut endommager le cœur. Des techniques d’imagerie alternatives pour identifier un flux sanguin anormal dans les organes du donneur sont donc nécessaires.

Analyser des images de taches

La technique LSOCI utilisée dans cette étude analyse les images de taches, qui résultent des nombreuses interférences constructives et destructrices qui se produisent lorsque la surface ou le volume d'un objet est éclairé par une lumière cohérente telle que celle d'un laser. Dans ces images, les chercheurs examinent le paramètre de contraste speckle, que Colin décrit comme une sorte de « fonction de flou ». «C'est d'autant plus important que les diffuseurs produisant le signal sont en mouvement, comme c'est le cas des globules rouges pour lesquels cette technique a été développée», explique-t-elle.

Colin et ses collègues ont maintenant amélioré le LSOCI pour observer les petits vaisseaux sanguins du cœur. La nouvelle méthode, qu'ils détaillent dans le Journal de l'optique biomédicale, est capable d'analyser le flux sanguin dans l'organe à l'aide d'un filtre polarimétrique spécifique qui favorise les interactions entre les ondes lumineuses ayant subi une diffusion plus multiple. Ces interactions se produisent généralement en profondeur dans les vaisseaux sanguins, ce qui signifie que la diffusion de la lumière en surface est supprimée. Les motifs de taches produits sont donc principalement produits par la diffusion multiple de globules rouges en mouvement à l’intérieur des vaisseaux.

Dans le cas d’un organe qui bouge périodiquement, comme le cœur, les chercheurs doivent pouvoir calculer la fonction de flou sans qu’elle soit affectée par le mouvement global de l’organe. Pour ce faire, Colin et ses collègues ont développé un algorithme qui leur a permis de sélectionner les images qui présentent le moins de mouvement entre elles, selon différentes périodes de battement cardiaque.

"Il est important de comprendre que les images obtenues ne contiennent pas les mêmes informations qu'une image radiométrique par exemple", explique-t-elle. Monde de la physique. "Les images produites sont des images animées de globules rouges, et lorsque le cœur s'arrête de battre, aucun vaisseau n'est visible sur l'image."

Des informations précieuses pour les médecins

Les images obtenues représentent le système vasculaire du cœur à différents moments et en analysant une séquence de ces images, la technique peut être utilisée pour visualiser des systèmes vasculaires aussi petits que 100 µm en quelques secondes. Il pourrait ainsi être utilisé pour identifier des anomalies de perfusion myocardique révélatrices de maladies cardiaques sous-jacentes, affirment les chercheurs.

L'e-tatouage ultra fin permet une surveillance cardiaque continue

« Ces informations sont précieuses pour les médecins afin qu'ils puissent évaluer la qualité d'un organe à transplanter », explique Colin. « Ces informations sont importantes car elles permettent d'envisager le recours à des greffons avec des limites d'âge moins strictes, car nous disposons désormais d'une méthode de post-évaluation pour évaluer l'état de santé de ces donneurs d'organes. Une conséquence indirecte est que cela augmente le nombre de possibilités de transplantation.»

Colin et ses collègues sont actuellement en train de déposer un brevet pour une méthode d'étalonnage temporel basée sur leur technique, mais affirment qu'ils doivent encore valider le concept spécifiquement pour leur méthode d'amélioration d'image. « Une fois cela fait, nous pourrons garantir que les médecins auront accès à une image avec un indice médical quantifié, c'est-à-dire que les valeurs seront comparables dans le temps d'un système à l'autre », précise Colin. « Nous souhaitons également poursuivre nos recherches sur l’optimisation de la polarisation. Cela nous permettrait d’obtenir le meilleur contraste et de progresser vers l’obtention d’informations tridimensionnelles.

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• La source: https://physicsworld.com/a/laser-speckle-imaging-assesses-donor-hearts/