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Le projet ERC-POC ODYSSEUS porté par Mathias Fink, Professeur à l’ESPCI Paris – PSL et membre de l’Institut Langevin, vient d’être sélectionné parmi les 54 projets lauréats du premier appel de l’ERC Proof of Concept 2020. Une première étape pour permettre aux chercheurs de tester les applications potentielles de leur découverte. ODYSSEUS est un projet d’étude Pathologies Oculaire basé sur l’imagerie par tomographie optique, non invasive, sans contact et à très haute résolution.
Images tomographiques de l'œil humain in vivo. On peut voir la mosaïque de photorécepteurs dans la rétine et les kératocytes, les cellules endothéliales et les nerfs de la cornée qui sont clairement visibles sans optique adaptative ni post-traitement numérique des données. Barre = 100 µm
DE NOUVEAUX OUTILS POUR L’OPHTALMOLOGIE
Il existe un fort besoin de diagnostics oculaires efficaces liés au vieillissement de la population, à l’augmentation du nombre de diabétiques et aux conséquences de la pollution. L’imagerie de l’œil entier avec une résolution cellulaire est le Graal du diagnostic ophtalmique ; il peut permettre la détection de maladies aux tout premiers stades, ce qui a un effet positif à la fois sur la société en améliorant la santé oculaire de la population et sur l’économie en réduisant le nombre d’interventions chirurgicales coûteuses et en maintenant la population économiquement active. Dans le cadre du projet ERC SYNERGY HELMHOLTZ piloté par Mathias Fink et Jose Sahel (Institut de la Vision) une équipe, constitué par Viacheslav Mazlin, Pedro Mece, Peg Xiao et Claude Boccara, a appliqué ses méthodes de tomographie optique à l’imagerie haute résolution de l’œil humain. « Nous avons découvert un comportement nouveau et inattendu : l’utilisation d’un éclairage totalement incohérent rend la résolution insensible aux aberrations qui affectent généralement la qualité de l’image » déclare le professeur Claude Boccara. Cette découverte ouvre la voie à la réalisation d’un instrument compact de résolution cellulaire sans contact à faible coût pour l’imagerie cornéenne et rétinienne. "Nous avons obtenu l’autorisation de mener des études sur une cohorte de patients à l’hôpital d’ophtalmologie des 15-20 et avons commencé les expériences. Parmi les pathologies visées citons la DMLA, la rétinopathie diabétique, les désordres du système nerveux superficiel et le glaucome" confie C. Boccara.
UNE PREMIERE PUBLICATION DANS NATURE
Examiner l’œil humain avec une résolution cellulaire est censé révolutionner le diagnostic ophtalmique, en permettant la détection de maladies aux tout premiers stades. Malheureusement, l’imagerie à résolution cellulaire n’a pas encore été largement adoptée en raison de contraintes techniques, de coût et de normes. Par exemple, le microscope confocal in vivo est rarement utilisé dans les cliniques car il nécessite un contact physique direct avec l’œil du patient, précédé d’une anesthésie locale. L’équipe de L’Institut Langevin a couplé des méthodes d’imagerie OCT (pour Optical Cohérence Tomography) spectrale (SD-OCT pour Spectral Domain) et OCT plein champ (FFOCT pour Full Field OCT), qui permettent ici une imagerie détaillée à l’échelle cellulaire de toute la surface oculaire chez l’humain (cornée centrale et périphérique, limbe, sclère, film lacrymal). L’appareil fonctionne sans contact et en temps réel. Le fonctionnement en temps réel, est obtenu grâce au suivi rapide du mouvement oculaire axial et à une correction de défocalisation simultanée. Les images sont enregistrées avec la résolution de 1,7 μm (latéral), 7,7 μm (axial) et un champ relativement large de 1,25 mm × 1,25 mm. La vitesse d’imagerie de 275 images/s (0,6 milliard de pixels/s) permet de suivre la dynamique du flux sanguin et de réaliser des cartes d’angiographie à haute résolution. La dynamique de l’écoulement lacrymal peut être aussi mesurée sans administrer de fluorescéine. Enfin, cette combinaison de techniques peut également être utilisée pour l’examen sans contact de divers tissus humains, animaux que ce soit ex vivo ou in vivo.
En savoir plus :
Sur la cornée :
Mazlin, V., Xiao, P., Scholler, J. et al. Real-time non-contact cellular imaging and angiography of human cornea and limbus with common-path full-field/SD OCT. Nat Commun 11, 1868 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41467-020-15792-x
Sur la rétine :
Pedro Mece, Kassandra Groux, Jules Scholler1, Olivier Thouvenin, Mathias Fink, Kate Grieve and Claude Boccara.
Curved-Full-Field OCT for high-resolution imaging of living human retina over a large field-of-view
https://arxiv.org/pdf/2001.06893.pdf
Contact Chercheur : claude.boccara@espci.psl.eu