À la fois science et technologie de la lumière, la photonique regroupe toutes les applications industrielles liées au spectre lumineux, visible ou invisible, allant de l’infrarouge aux rayons X. Que ce soit pour communiquer, voyager, se soigner, habiter, se nourrir, ou protéger l’environnement… les acteurs de la photonique imaginent et développent des solutions innovantes dans tous les domaines de notre quotidien. A l’occasion de la Fête de la Science, Photonics France met en lumière les applications au service de l’humain et de grands enjeux sociétaux futurs et actuels.
Selon la Commission européenne, « la photonique a le potentiel de révolutionner les soins de santé en raison de la capacité de la lumière à détecter et à mesurer les maladies de manière rapide, sensible et précise. ». Utilisée dans le domaine de la santé et du vivant depuis des décennies (correction visuelle, microscopie, radiographie X, analyse sanguine…), la photonique permet la détection très précoce avec des techniques d’imagerie non invasives, la surveillance ainsi que le traitement des maladies.
La biophotonique, c’est-à-dire l’utilisation de technologies basées sur la lumière dans les sciences médicales, a une place importante dans l’analyse des processus au niveau moléculaire. Une science qui rend possible une meilleure compréhension de l’origine des maladies, permettant ainsi la prévention et de nouveaux traitements.
Enfin, les technologies photoniques jouent un rôle important pour répondre aux défis majeurs de notre société vieillissante, des stimulateurs cardiaques aux os synthétiques en passant par les endoscopes aux micro-caméras utilisées dans les processus in-vivo.
Imagerie médicale : des avancées technologiques pour le diagnostic précoce et la prise en charge des cancers
L’imagerie et la photonique sont en plein développement depuis maintenant quelques années. Aujourd’hui, à travers le scanner spectral à comptage photonique, la science de la lumière va jouer un rôle important dans la détection de cancers.
Développé par Philips, le premier prototype clinique de scanner spectral à comptage photonique a été dévoilé à l’échelle mondiale en 2019. Ce projet a pour objectif d’améliorer la prise en charge de patients atteints d’un cancer grâce à une meilleure qualité d’image et performances diagnostics.
En ce début d’année de 2022, un premier scanner cardiaque à l’aide d’un nouveau prototype clinique de scanner spectral à comptage photonique a été mis en place dans la ville de Lyon, afin d’aider au dépistage précoce de diverses maladies. Ce détecteur CT à comptage de photons, contribue à la réalisation d’imagerie médicale en couleurs avec une résolution cinq fois plus élevée qu’un scanner classique tout en utilisant des doses plus faibles de rayons X. A terme, cette technologie de rupture devrait renforcer la confiance diagnostique et permettre une meilleure prise en charge des patients dans tous les domaines médicaux recourant à l’imagerie aux rayons X, notamment les cancers.
Les études sont en cours pour l’expérimentation de cette avancée technologique chez les patients pédiatriques ou enceintes. En effet, le scanner spectral à comptage photonique présente l’avantage de doses de rayonnement plus faibles que par le scanner classique, donc une protection plus élevée du patient.
Spectroscopie de fluorescence – la photonique pour le diagnostic précoce du cancer du sein
Le cancer du sein est le cancer le plus fréquent en France et est la principale cause de mortalité par cancer chez les femmes. Le traitement du cancer du sein a certes connu de grandes avancées depuis 1980 – dans les pays développés, le taux de mortalité par cancer du sein comparatif par âge a chuté de 40 % entre 1980 et 2020. L’amélioration des résultats dépend avant tout d’un diagnostic précoce et d’un traitement efficace. En effet, le traitement du cancer du sein peut soigner efficacement et offrir une probabilité de survie égale ou supérieure à 90 %, si la maladie est détectée rapidement
Lorsqu’une masse suspecte est détectée par mammographie ou échographie, la patiente doit passer des examens complémentaires pour déterminer s’il s’agit d’une tumeur bénigne ou maligne, car ces deux techniques ne permettent pas de détecter la présence des cellules cancéreuses. Il faut alors effectuer un prélèvement de tissus (biopsie) pour déterminer la nature maligne (cancéreuse) ou bénigne de la masse. Cette intervention invasive qui peut durer jusqu’à une heure et sous anesthésie locale est souvent traumatisante pour la patiente. Il s’agit de réaliser une incision de quelques millimètres pour introduire une grosse aiguille jusqu’à la lésion suspecte. Par ailleurs, Santé Log, la communauté des professionnels de santé et l’American Journal of Surgical Pathology alertent sur cet un examen effectué de façon systématique alors que 80% des biopsies se révèlent négatives.
Adhérent de Photonics France, la société SEDI-ATI a conçu une méthode bien moins contraignante et douloureuse pour détecter les cellules cancéreuses en temps réel : l’examen in-vivo par spectroscopie de fluorescence. Le dispositif qui «consiste en une sonde optique prenant la forme d’une petite aiguille à l’intérieur de laquelle est glissée une fibre optique de 200 µm à 600 µm de cœur. Le profil de l’aiguille, similaire à celui des aiguilles pour les vaccins, permettrait de traverser la peau sans incision préalable. Sous-guidage échographique, la sonde sera introduite jusqu’à la lésion suspecte. Elle illuminera alors les cellules avec de la lumière laser. Sans même injecter de produit marqueur (fluorochrome), les cellules vont fluorescer, c’est-à-dire qu’elles vont émettre leur propre lumière en réponse à l’excitation provoquée par la lumière incidente. Cette lumière sera alors captée et guidée vers un détecteur par la même fibre optique. En observant la manière dont les tissus éclairés diffusent la lumière, le spécialiste pourra immédiatement confirmer et affiner son diagnostic des lésions suspectes. Cet examen n’a pas pour vocation de supprimer les biopsies. Il se veut être une étape préliminaire qui permettrait de diminuer considérablement le nombre de biopsies inutiles. Cet examen permettrait de rassurer immédiatement jusqu’à 80% des patientes, soit 4 patientes sur 5. » précise la société.