13 février 2025

Et si, dans un avenir proche, les rayons X et leurs contraintes devenaient obsolètes ? Une étude prépubliée en ligne met en avant une technologie émergente basée sur les ondes térahertz (THz), qui pourraient révolutionner l'imagerie médicale.

Les THz, entre micro-ondes et infrarouges

Les ondes THz appartiennent au spectre électromagnétique, situées entre les micro-ondes et les infrarouges. Contrairement aux rayons X, elles sont non ionisantes, ce qui signifie que l'énergie électromagnétique transportée est insuffisante pour ioniser des atomes ou des molécules.

Les propriétés de ces ondes sont fascinantes : elles interagissent avec les matériaux d'une manière unique, révélant des détails précis grâce aux signatures spécifiques des tissus. Par exemple, les tissus osseux, musculaires, adipeux, ou encore les lésions tumorales, absorbent et réfléchissent ces ondes différemment, ce qui permet de les distinguer.

Fonctionnement par impulsions

Pour exploiter ces ondes, la principale difficulté est que les tissus sont presque étanches à la lumière. En réalité, ils ne le sont pas tout à fait : une épaisseur de 20 cm réduit la lumière par un facteur 10¹⁸, mais certains photons parviennent quand même à passer. On pourrait donc utiliser une puissance énorme de lumière.

Pour éviter toute chauffe excessive, les chercheurs ont eu l'idée de l'appliquer par impulsions, comme un stroboscope. Chaque impulsion fait 140 femtosecondes, soit un peu moins qu'un millième de milliardième de seconde. L'appareil utilisé pour cela est un laser infrarouge, qui émet cette impulsion 80 millions de fois par seconde.

De l'autre côté, un photomultiplicateur hypersensible détecte le moindre grain de lumière (voir schéma en illustration). Ce détecteur est conçu pour filtrer la plage de fréquences correspondant aux ondes THz, rejetant les autres longueurs d'onde (spectre visible, infrarouge, etc.).

Le problème reste de distinguer la lumière provenant du laser de celle de l'environnement. Pour cela, l'émetteur et le détecteur fonctionnent en synchronisation parfaite : le détecteur ne « regarde » que les photons arrivant dans un laps de temps très précis, correspondant aux ondes THz générées.

Les physiciens à l'origine de ces travaux ont réussi à détecter 1 photon par seconde (en comparaison, une ampoule émet 10 milliards de milliards de photons par seconde). Grâce à des algorithmes avancés (souvent basés sur l'intelligence artificielle), ces signaux pourraient être traduits en images exploitables, révélant les structures internes des tissus.

La mobilité, un avantage pour les vétérinaires

Ce processus est rapide, non invasif et surtout, sans danger pour les patients ou les manipulateurs. De plus, il n'exige pas d'environnement spécialisé comme les salles plombées nécessaires lors d'usage de rayons X.

Contrairement aux appareils de radiographie traditionnels, souvent fixes et encombrants, les dispositifs THz pourraient être conçus pour être portables. Cela les rendrait idéaux pour les cliniques vétérinaires mobiles, les visites à domicile ou les interventions en élevages.

Des défis technologiques à relever

Pour l'instant, cette technologie en est encore au stade expérimental. Si les résultats sont prometteurs, elle n'atteint pas encore la précision des rayons X. De plus, des défis technologiques demeurent à relever, notamment la miniaturisation des appareils et la réduction des coûts de fabrication.

Les progrès rapides en intelligence artificielle et en optoélectronique laissent toutefois entrevoir un avenir proche où ces barrières pourraient être levées.

Prêt à adopter cette révolution dans votre clinique ?

Les ondes THz ont le potentiel de simplifier, sécuriser et enrichir les pratiques diagnostiques. Mais remplaceront-elles complètement les rayons X, ou resteront-elles une solution complémentaire ?

L'évolution de cette technologie est à suivre avec attention. Et vous, qu'en pensez-vous ? Vous prépareriez-vous à intégrer cette innovation dans votre structure ?