Les scientifiques développent un système d'imagerie polyvalent qui aidera à diagnostiquer les pathologies du fond de l'œil

De nombreuses maladies oculaires impliquent des modifications dans la structure et la fonction de différentes régions du fond de l’œil, également connues sous le nom de « fond de l’œil ». Par exemple, des pigments fluorescents et de minuscules dépôts jaunâtres appelés drusen s’accumulent sous la rétine lors de la dégénérescence maculaire liée à l’âge, et la dégénérescence des neurones appelés cellules ganglionnaires est une caractéristique déterminante du glaucome.

Il est intéressant de noter que les modifications du fond de l’œil ne se limitent pas aux seules maladies liées à la vision. Certaines maladies neurologiques comme la maladie de Parkinson et la maladie d'Alzheimer peuvent provoquer des modifications des nerfs rétiniens et du flux sanguin.

En général, les professionnels de la vue s’appuient sur des techniques d’imagerie couleur et de tomodensitométrie pour diagnostiquer les maladies oculaires. Cependant, au cours des dernières décennies, les scientifiques ont découvert que les changements liés à la maladie dans le fond de l’œil modifiaient également ses profils de réflectance et d’émittance spectrales. En d’autres termes, la manière dont la lumière interagit avec des structures rétiniennes spécifiques à différentes fréquences peut fournir des informations diagnostiques importantes pour compléter les méthodes d’imagerie standard.

En conséquence, les outils et techniques d’analyse spectrale de la lumière réfléchie ou émise par le fond de l’œil ont progressivement gagné du terrain. Malheureusement, même si de nombreuses méthodes différentes ont été proposées, elles souffrent encore d’importantes limites.

Un problème courant est que la plupart des méthodes basées sur la spectroscopie ne peuvent effectuer des mesures que sur une vaste région du fond de l’œil, ce qui entrave leur capacité à détecter de fins changements spectraux dans les petites structures rétiniennes. En revanche, les techniques permettant de réaliser des mesures spectrales localisées nécessitent la fixation du patient, ce qui peut être très fastidieux et inconfortable.

Pour résoudre ces problèmes, une équipe de recherche de Zilia Inc., Canada, dirigée par le professeur Dominic Sauvageau de l'Université de l'Alberta, a développé un système beaucoup plus flexible pour la spectroscopie ciblée dans le fond de l'œil. Dans leur étude, publiée dans Journal d'optique biomédicale (JBO), ils présentent la justification de leur conception et démontrent son potentiel à travers une série d’expériences approfondies.

Le système proposé possède une poignée de fonctionnalités clés qui en font une alternative plus polyvalente et plus flexible aux systèmes existants. L’ensemble du dispositif comporte une série d’éléments optiques qui permettent essentiellement à trois chemins de lumière différents vers et depuis le fond de l’œil de coexister sans se gêner. Plus précisément, des LED d'éclairage, une caméra couleur et un spectromètre peuvent être utilisés simultanément pour fournir une imagerie couleur et des mesures spectrales continues.

De plus, la section spectromètre de l'appareil focalise une LED sur une petite région du fond de l'œil, et la position de cette région peut être ajustée à l'aide de simples actionneurs mécaniques pour faire tourner le séparateur de faisceau alimentant la caméra et le spectromètre.

“L'utilisateur peut sélectionner une cible et la déplacer vers n'importe quel endroit dans la région du fond de l'œil en cours d'imagerie sans aucun réalignement ni changement de la cible de fixation tout en recevant en permanence des informations spectrales sur la zone échantillonnée ciblée”, explique Sauvageau.

Cette fonctionnalité permet de réaliser facilement des mesures spectrales à partir de structures anatomiques très spécifiques, comme le nerf optique, la rétine, une fuite de sang, des amas graisseux ou tout type de lésion. Notamment, le système peut également être utilisé pour effectuer des mesures de fluorescence en ajustant la source d’éclairage, ce qui étend son applicabilité pour détecter une variété encore plus large de biomarqueurs.

L'équipe de recherche a confirmé les capacités et les performances de leur système grâce à des expériences in vitro et in vivo. Les expériences in vitro impliquaient le ciblage de zones colorées dans une cible de référence avec un motif en forme de grille et la prise de mesures spectrales d'un modèle oculaire simulant une macula, des vaisseaux sanguins, un corps étranger et le nerf optique. En revanche, les mesures in vivo ont été réalisées sur les rétines de huit sujets sains, qui présentaient des différences dans les profils spectraux du nerf optique et de la région parafovéale.

Pris ensemble, les résultats de cette étude mettent en évidence les nombreux avantages de la conception proposée et pourraient ouvrir la voie à de meilleurs protocoles de diagnostic pour les maladies oculaires.

“La spectroscopie oculaire ciblée a le potentiel d'évaluer la présence de différents chromophores et fluorophores, tels que l'hémoglobine, l'oxyhémoglobine, la mélanine et la lipofuscine, associés à la progression de la maladie”, explique Sauvageau.

“Cela pourrait ouvrir la porte à des changements dans la façon dont nous diagnostiquons et traitons les maladies oculaires, et la spectroscopie oculaire ciblée pourrait devenir un outil de plus en plus important dans les soins oculaires dans les années à venir.”