Vers une nouvelle technique d’imagerie médicale dynamique par interférométrie

Un nouvel article de l'équipe IBIV a fait l'objet d'une brève sur le site de l'IN2P3. L’imagerie du contraste speckle dynamique est une technique interférométrique, qui permet la mesure in vivo en champ large des variations relatives du débit sanguin cérébral. Elle consiste à illuminer les tissus par une source cohérente, dans notre cas une diode laser rouge. Les photons rétrodiffusés par les tissus forment une figure d’interférences appelée « speckle », qui est variable au cours du temps dans le cas d’objets biologiques contenant des diffuseurs mobiles. L’enregistrement pendant un temps d’exposition donné de ces figures de speckle par une caméra sCMOS rapide et sensible permet de mesurer indirectement la vitesse des mouvements des diffuseurs. Notre implémentation de la technique au laboratoire IMNC (CNRS / Université Paris Saclay) est appelée « MESI » pour Multiple Exposure Speckle Imaging. Elle permet de distinguer les contributions des diffuseurs statiques et dynamiques au contraste speckle enregistré. Du point de vue physiologique, cela autorise la mesure sans craniotomie, au travers de l’os des cartes du débit sanguin cérébrales chez la souris jusqu’à 8 semaines, point essentiel pour les études sur un même animal au cours du temps. L’hypothèse d’une diffusion unique des photons avant détection a été testée en fonction des paramètres physiologiques (diamètres des vaisseaux, concentrations des globules rouges) sur des fantômes microfluidiques originaux (développés en collaboration avec le laboratoire C2N, (CNRS/Université Paris Saclay) représentatifs des dimensions de l’arborescence vasculaire. Cela a démontré, que, sous certaines conditions, une quantification absolue du débit sanguin cérébral est possible. Dans cette étude, menée par Haleh Soleimanzad (qui a soutenue en décembre 2018 sa thèse menés conjointement aux laboratoires IMNC/BFA), la technique MESI a été mise en œuvre pour la première fois pour des études d’activation fonctionnelle des systèmes sensorielles (cortex à tonneaux, bulbe olfactif) chez la souris (collaboration laboratoire BFA, CNRS/Université Paris Diderot), et a démontré son intérêt par rapport à l’implémentation classique de l’imagerie speckle en terme de quantification des variations du débit sanguin cérébral.