L'astronomie entre à l'hôpital
Les patients atteints d'une maladie de la rétine pourront bientôt bénéficier d'un nouvel imageur tout droit inspiré d'une technique issue de l'astronomie : l'optique adaptative. À terme, l'instrument aidera les ophtalmologistes à affiner leur diagnostic.
Quel rapport y a-t-il entre l'observation d'une étoile au télescope et celle de la rétine par imagerie médicale ? Eh bien, dans les deux cas, il est difficile d'obtenir une image nette. Pour l'étoile, la turbulence de l'atmosphère joue les trouble-fêtes et rend le cliché flou. Pour l'oeil, c'est sa composition même qui donne une image trouble. « La lumière doit traverser plusieurs zones de notre organe visuel, dont le film lacrymal, la cornée, le cristallin, avant d'atteindre la rétine. Sans oublier la pression sanguine, qui fait sans cesse varier la taille de l'oeil », précise Marie Glanc, ingénieur en optique au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Lésia) (1).
En astronomie, le problème a été résolu dès les années quatre-vingt-dix grâce à la technique d'optique adaptative (voir encadré). Des chercheurs (2) ont alors eu l'idée d'utiliser la même méthode pour l'imagerie de la rétine. Leur but : améliorer la finesse de l'image pour que les ophtalmologistes y discernent des détails aussi petits que les cellules rétiniennes. Et diagnostiquer plus rapidement des maladies dégénératives de ce tissu oculaire. Ainsi est né le projet OEil.
Sur cette image de 300 µm de diamètre prise à bord de la fauvéa (partie centrale de la rétine), on discerne les cônes (commes des "grains").
C'est le Lésia qui a été chargé de concevoir un tel appareil. Il y a peu, un premier prototype est sorti du laboratoire pour rejoindre l'hôpital des Quinze-Vingt, où il sera testé cette année sur deux cents malades. Mais l'instrument a déjà fait ses preuves. « Avant d'obtenir l'autorisation des autorités hospitalières, mes collègues et moi-même avons servi de cobayes pour réaliser les premières images », se rappelle Marie Glanc, qui a fait sa thèse sur l'imageur et continue aujourd'hui de l'améliorer. Au vu des premiers résultats, les médecins sont enthousiastes. Et pour cause : jamais la rétine d'une personne vivante n'avait été dévoilée à ce point. Les chercheurs peuvent regarder des détails de 3 mm, contre quelques dizaines pour les appareils classiques. Sur les photos, on distingue parfaitement les cônes, l'un des deux types de cellules photoréceptrices qui tapissent le fond de la rétine. Ce sont elles qui sont touchées dans le cas d'une dégénérescence maculaire liée à l'âge ou d'une rétinopathie diabétique, maladies pouvant conduire à la cécité. Ainsi, le nouvel instrument sera l'outil idéal pour détecter plus vite ces pathologies, suivre leur évolution et les effets d'un traitement, voire guider une intervention chirurgicale.
Pourtant, passer du monde des étoiles à celui de la médecine n'est pas chose aisée. François Lacombe, astronome au Lésia, qui a participé à l'installation de l'optique adaptative du VLT (3) et se consacre aujourd'hui entièrement au projet sur la rétine, explique : « L'optique adaptative a d'abord fonctionné pour des étoiles brillantes et sur une petite surface du ciel. Avec les progrès, on arrive aujourd'hui à le faire sur des objets de plus faible luminosité. Pour l'oeil, il a fallu d'emblée commencer avec la situation la plus difficile : peu de lumière et une grande zone à visualiser. » Il faut dire que les normes concernant l'imagerie de la rétine sont drastiques. C'est pourquoi les chercheurs utilisent de la lumière infrarouge, moins néfaste à dose égale que la lumière visible, pour, dans un premier temps, analyser la lumière réfléchie par l'oeil. Ils photographient ensuite la rétine en lumière verte par séries de flashs. Pour le patient, c'est moins de lumière et pendant un temps plus court qu'avec les autres imageurs. Mais l'instrument n'en est encore qu'à ses débuts. Pour le moment, on ne peut pas obtenir d'images pour les personnes myopes ou astigmates. Ces défauts sont trop importants pour que le miroir déformable, pièce maîtresse de l'optique adaptative, puisse les corriger. Un nouveau miroir devrait bientôt y remédier. Touche finale du projet : dans un peu plus d'un an, les chercheurs prévoient d'ajouter une autre partie à l'appareil. Il s'agit d'un nouvel instrument de tomographie développé par l'École supérieure de physique et de chimie industrielles. Quand les deux parties seront réunies, les médecins pourront choisir avec précision à quelle profondeur réaliser l'image de la rétine (4). Et affiner encore davantage leur diagnostic.
L'optique adaptative, comment ça marche ?
L'optique adaptative consiste à corriger les déformations de l'image dues à la turbulence de l'atmosphère. La lumière des étoiles est analysée par un détecteur qui transmet en continu les informations à un miroir déformable. Celui-ci s'oriente pour compenser les défauts de l'image. Pour l'imagerie de la rétine, le principe est le même, à ceci près que l'oeil n'émet pas lui-même de lumière. Un rayon infrarouge est donc envoyé puis réfléchi par le fond de l'oeil en direction de l'analyseur qui corrige les aberrations oculaires.1. Laboratoire CNRS / Observatoire de Paris / Universités Paris-VI et VII.
2. Pierre Léna du Lésia, Claude Boccara de l'ESPCI et Jean-François Le
Gargasson, qui était à l'époque à l'hôpital Lariboisière.
3. Very Large Telescope de l'ESO au Chili.
4. C'est la société Mauna Kea Technologies (voir p. 14) qui fabriquera et
commercialisera l'appareil.
Contact
Marie GLANC et François LACOMBECette article a été publié dans le journal du CNRS n° 183 en Avril 2005