Une avancée majeure dans l’imagerie médicale est sur le point de transformer le diagnostic grâce à une caméra basée sur la pérovskite capable de capturer des photons gamma uniques pour la tomographie par émission de photons uniques (SPECT). Cette innovation promet des images plus nettes, plus rapides et potentiellement moins coûteuses et plus sûres pour les patients.
Contexte et enjeux de l’imagerie nucléaire
Les médecins s’appuient largement sur des examens de médecine nucléaire, tels que le SPECT, pour suivre le fonctionnement du cœur, surveiller le flux sanguin et déceler des maladies cachées dans le corps. Or, les détecteurs actuels reposent sur des technologies coûteuses et difficiles à fabriquer.
Des chercheurs des universités Northwestern et Soochow (Chine) ont mis au point le premier détecteur basé sur la pérovskite capable de capter des rayons gamma uniques pour le SPECT, offrant une précision sans précédent. Cette avancée pourrait rendre les techniques d’imagerie nucléaire plus claires, plus rapides, tout en réduisant les coûts et les risques pour les patients.
Décryptage de la percée pérovskite et ses implications
Selon l’étude publiée dans Nature Communications, pour les patients, cela peut signifier une réduction de la durée des examens, une amélioration de la clarté des résultats et une diminution des doses d’exposition à l’imagerie nucléaire.
Mercouri Kanatzidis, auteur principal de l’étude de l’Université Northwestern, explique: «La pérovskite est une famille de cristaux connue pour changer le champ d’énergie solaire; elle est sur le point d’accomplir la même chose en médecine nucléaire. C’est la première preuve évidente que les détecteurs à pérovskite peuvent produire des images nettes et fiables que les médecins nécessitent pour offrir les meilleurs soins.»
Le professeur Yiwei He, co-auteur de l’Université de Soochow, ajoute: «Notre approche ne se limite pas à améliorer les performances des détecteurs; elle peut aussi réduire les coûts, ce qui signifie que davantage d’hôpitaux et de cliniques pourront accéder aux meilleures technologies d’imagerie.»
En pratique, l’imagerie nucléaire fonctionne comme une caméra invisible: une petite quantité sûre et à courte durée de vie de matière radioactive est injectée dans une zone ciblée du corps. Des rayons gamma émis traversent les tissus et frappent un détecteur situé à l’extérieur. Chaque rayon gamma agit comme un pixel; après l’agrégation de millions de ces «pixels», des ordinateurs reconstituent une image 3D des organes en activité.
Contexte scientifique et développement
Les détecteurs actuels, faits soit de cadmium-telluride et zinc (CZT) soit d’iodure de sodium (NaI), présentent plusieurs limitations. Pour surmonter ces obstacles, les chercheurs se sont tournés vers les cristaux de pérovskite, matériau étudié par Kanatzidis depuis plus d’une décennie. En 2012, son équipe a fabriqué les premières cellules solaires solides à pérovskite, et en 2013, ils ont démontré que les cristaux bi-cristallins de pérovskite étaient prometteurs pour la détection des rayons X et gamma — un virage qui a déclenché une vague de recherches mondiales et ouvert un nouveau champ dans les détecteurs à rayonnement solide.
«Nous démontrons désormais que les détecteurs à pérovskite peuvent offrir la précision et la sensibilité nécessaires pour des applications exigeantes comme le dépistage en médecine nucléaire», déclare Kanatzidis. «Il est passionnant de voir cette technologie approcher le monde réel.»
Les chercheurs, dont He et Kanatzidis, ont montré que les détecteurs à pérovskite peuvent atteindre une résolution énergétique standard et des performances d’imagerie photonique unique sans précédent, ouvrant la voie à une intégration pratique dans les systèmes d’imagerie nucléaire de prochaine génération.
Avantages pour les patients et perspectives de déploiement
En pratique, ces détecteurs, étant plus sensibles, pourraient permettre des durées d’examen plus courtes ou des doses d’exposition plus faibles, tout en livrant des images plus nettes et plus détaillées.
La société Actinia Inc., jeune pousse issue de l’Université Northwestern, travaille à la commercialisation de cette technologie en collaboration avec des partenaires du domaine des dispositifs médicaux pour relier le laboratoire aux hôpitaux et cliniques.
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