Imagerie thermique 2D sans contact révolutionnaire via nanothermométrie SPLIT

Une nouvelle technique d'imagerie, développée par les équipes des professeurs Jinyang Liang et Fiorenzo Vetrone à l'Institut National de la Recherche Scientifique (INRS), peut mesurer la température en 2D, sans contact. Cette détection de température précise en temps réel pourrait un jour améliorer la thérapie photothermique et aider au diagnostic précoce des cancers de la peau.

Technologie SPLIT : principe et avantages

Cette technologie, connue sous le nom de thermométrie d'imagerie de durée de vie de photoluminescence en prise unique (SPLIT), repose sur la luminescence de nanoparticules dopées aux ions de terres rares. « Ces nanoparticules sont considérées comme des nanothermomètres car leurs propriétés luminescentes changent avec la température de l'environnement. Elles sont également biocompatibles », a déclaré le professeur Vetrone.

Au lieu d'imager la luminescence point par point, ce qui est chronophage, SPLIT utilise une caméra ultra-rapide novatrice pour suivre la vitesse à laquelle la luminescence de ces nanoparticules décroît en chaque point spatial. La température peut alors être détectée en vérifiant à quelle vitesse la lumière émise s'estompe. Comme c'est en temps réel, SPLIT peut suivre le phénomène au moment où il se produit.

Pour la première fois, cela permet la thermométrie par luminescence en utilisant la durée de vie des nanoparticules avec un échantillon en mouvement. « Comparé aux techniques de thermométrie existantes, SPLIT est plus rapide et a une résolution plus élevée. Cela permet une détection de température plus précise avec une solution à la fois avancée et économique », a déclaré le professeur Liang.

Applications : détection et traitement du cancer de la peau

Les professeurs Liang et Vetrone croient que la technologie SPLIT pourrait, entre autres, augmenter la capacité de détecter et traiter les cancers de la peau. Actuellement, la capacité de détecter les mélanomes, et plus spécifiquement les micro-mélanomes, reste limitée. Les approches diagnostiques existantes sont limitées par leur invasivité, leur résolution et leur précision, ce qui entraîne un grand nombre de biopsies inutiles.

La thermométrie optique pourrait ainsi être utilisée pour détecter les cellules cancéreuses, dont le métabolisme rapide entraîne une température plus élevée que celle des tissus normaux, les rendant plus visibles avec SPLIT.

Pour détecter le mélanome, les cliniques peuvent utiliser une caméra thermique, mais la résolution est faible. « SPLIT marque une étape importante dans le développement technique. Avec une haute résolution, la technologie pourrait être utilisée pour localiser précisément le grain de beauté cancéreux », a déclaré le professeur Liang.

Au-delà de la détection, cette technologie pourrait également être utilisée pour surveiller la dose de lumière pendant certains types de traitement. Par exemple, la thérapie photothermique attaque les cellules cancéreuses par la chaleur générée par l'exposition à la lumière proche infrarouge. « Nous voulons éradiquer le cancer, mais pas le tissu environnant, donc si la température est trop élevée, le traitement pourrait être diminué ou arrêté un moment. S'il est trop bas, nous pourrions augmenter la lumière pour obtenir la bonne dose », a déclaré Vetrone.