N° 70–2001: Les techniques de diagnostic médical s'améliorent grâce à l'astronomie

L'efficacité du traitement du cancer repose sur la détection précoce des cellules malignes et leur élimination. Or, c'est dans les premiers stades qu'elles sont le plus difficilement identifiables. Dans le cas du cancer du sein, la forme de cancer actuellement la plus répandue au Royaume Uni, les cellules cancéreuses tendent à se concentrer dans les ganglions lymphatiques, d'où elles peuvent migrer rapidement dans le reste du corps. Les équipements actuels ne fournissent aux médecins que des informations limitées sur l'état des tissus. Il faut alors procéder à une exploration pour tenter d'identifier les tissus atteints. Lorsque cela est possible, ils seront enlevés. S'il ne peut pas distinguer les tissus sains des tissus atteints, le chirurgien pourra être amené à enlever tout le système lymphatique. Un traitement aussi radical peut avoir des conséquences secondaires lourdes comme une prise de poids excessive car il perturbe l'équilibre hormonal de la patiente.

Les membres de la Division Charges utiles scientifiques et Technologie, qui dépend du Département Recherche et Soutien scientifique basé au Centre européen de recherche et de technologie spatiales (ESTEC) de l'ESA, aux Pays-Bas, ont mis au point une nouvelle caméra dans le rayonnement X qui pourrait réaliser des diagnostics instantanés et aider les chirurgiens à localiser les zones cancéreuses. Cette caméra de petite taille pourrait être utilisée en continu pendant les opérations.

" La caméra à laquelle nous pensons n'est pas un appareil photographique. Entièrement numérique, elle permettra au chirurgien d'examiner sur son écran tout le système lymphatique et les zones potentiellement cancéreuses. Il décidera alors de ce qui doit être enlevé " commente le Dr Tone Peacock, qui dirige la Division Charges utiles scientifiques et Technologie.

L'équipe de l'ESA s'est intéressée à l'imagerie du rayonnement X de haute énergie car certains objets célestes émettent de grandes quantités de rayons X mais peu de lumière visible. Pour les voir, les astronomes doivent utiliser des caméras travaillant dans le rayonnement X. Pour l'instant, le télescope de l'ESA travaillant dans ce domaine, XMM-Newton, ne permet d'observer que les rayons X " mous ", de faible énergie. Les chercheurs européens espèrent que la relève sera assurée par un satellite dénommé XEUS, capable de prendre des images des rayons X " durs ", de haute énergie, qui échappent jusqu'ici aux observations.

Pour la première fois, les chercheurs de l'ESTEC ont fabriqué une puce similaire à celle que l'on trouve dans une caméra vidéo grand public mais capable de détecter des rayons X durs et non la lumière visible. Au lieu d'être en silicium, cette puce novatrice est en arséniure de gallium épitaxial. Ce nouveau matériau a été mis au point sous la houlette du Dr Marcos Bavdaz, de l'ESA, pour répondre aux exigences strictes des détecteurs de rayons X durs. Un prototype du détecteur vient de passer avec succès des essais approfondis en Allemagne, chez HASYLAB.

Ce rapprochement entre imagerie médicale et observation des rayons X à haute énergie dans l'espace peut paraître surprenant mais seuls les rayons X durs peuvent traverser le corps humain.

Le Dr Alan Owens, qui est étroitement associé aux travaux de recherche de l'ESA, explique : " Pour étudier le système lymphatique, un traceur radioactif émettant des rayons X est injecté dans la tumeur ou à proximité. Le traceur se concentre dans les parties cancéreuses du système. Avec une petite caméra, il devient possible d'obtenir des images des tissus cancéreux au cours de l'opération chirurgicale ".

L'équipe de l'ESA savait dès les premiers stades que ses travaux pouvaient servir à améliorer les équipements médicaux et s'est mise en contact avec des spécialistes. " Nous sommes en relation avec le Centre médical de l'Université de Leyde, qui peut tester et évaluer ce que nous faisons ", remarque Alan Owens. Une caméra dans le rayonnement X petite et légère constituerait un excellent complément des outils dont disposent les chirurgiens.

Maintenant que le détecteur de base de la caméra est réalisé, la prochaine étape va consister à mettre au point un moyen d'envoyer en temps réel les images sur un écran de télévision. " Nous développons actuellement un système de ce type avec nos partenaires industriels, comme Metorex, une société finlandaise de recherche et développement ", commente le Dr Peacock. Lorsque l'ESA, qui est un organisme à but non lucratif, aura mis au point la technologie permettant de faire fonctionner la caméra dans le rayonnement X, elle aura fini de jouer son rôle. Ses partenaires industriels prendront le relais et réaliseront une caméra à usage médical. L'ESA en adaptera la conception pour fournir aux astronomes européens une nouvelle vision de l'Univers.

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Dr J.A.K. Blokland, Centre médical de l'Université de Leyde

Médecine nucléaire, Leyde, Pays-Bas

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