Nous avons décrit au Chapitre 2 les premiers résultats (études pilotes) en contexte clinique utilisant le dispositif d’OCT Plein Champ développée, pour diverses applications de diagnostic et de contrôle. Ces résultats sont très encourageants, avec des sensibilités et spécificités approchant dans certains cas celles de l’histologie moyennant un temps d’apprentissage de la lecture des images de la part des cliniciens. Ce premier niveau de diagnostic montre un grand potentiel pour de possibles applications peropératoires.
Ces premiers résultats nous ont de plus permis d’identifier très clairement les limitations actuelles de l’OCT Plein Champ, et en particulier du dispositif développé, pour le diagnostic complet du Cancer :
Une première limitation concerne l’ergonomie du dispositif pour un usage clinique. Même si le système est globalement adapté à une première évaluation en contexte clinique, le retour des praticiens pointe quelques éléments d’ergonomie dont l’amélioration pourrait faciliter l’adoption de la technique : le
temps de préparation de l’échantillon pour l’acquisition (inclusion de la
biopsie dans le porte-échantillon) est encore long et demande quelques précautions, et le temps global de l’acquisition des images, en particulier pour des échantillons de taille conséquente, reste trop important. Une des causes de ce délai d’obtention des images réside dans la méthode d’acquisition de grands champs par stitching d’images, coûteuse en temps d’acquisition et de calcul. Une approche instrumentale permettant éventuellement de répondre à ces besoins d’ergonomie est présentée au §3.2.
Une seconde limitation concerne la teneur des informations utiles au
diagnostic fournies par les images OCT Plein Champ. Même si les
performances de diagnostic (sensibilité/spécificité) approchent les 90% (cf. Chapitre 2), l’OCT Plein Champ ne permet pas de fournir au clinicien l’ensemble des informations morphologiques et métaboliques d’un tissu à l’échelle microscopique. Par exemple les états pathologiques tels que les cancers
d’une image OCT seule, ce qui limite les performances actuelles de diagnostic de cette modalité. Il est intéressant de noter que dans la grande majorité de ces cas « difficiles », le diagnostic histologique nécessite l’examen microscopique de la cellule individuelle – ou du groupe de cellules – au sein du prélèvement, de manière à en étudier ses caractéristiques, selon des critères spécifiques tels que la densité de noyaux, le ratio noyau/cytoplasme, la forme des noyaux et des cellules. La visualisation des noyaux, et idéalement des contours cellulaires correspondants, est donc une cible d’amélioration cruciale pour la méthode. Les § 3.3 et 3.4 proposent de nouveaux développements méthodologiques et instrumentaux permettant de répondre à ce besoin.
Afin d’illustrer le propos précédent concernant la visualisation des noyaux cellulaires, considérons quelques exemples d’images comparées OCT Plein Champ/histologie. La Figure 38 montre une image OCT plein d’échantillon de foie humain, acquise à 30µm sous la surface du tissu, et une lame d’histologie approchante. Même si l’image OCT permet de deviner une structure principalement composée de cellules de taille conséquente, il n’est pas possible de délimiter les cellules individuelles ni d’en distinguer les détails comme le noyau et la membrane, tels que visualisés sur l’image histologique. Cependant on peut noter que l’image OCT permet de visualiser le tissu fibreux de soutien (fibres de collagène) habituellement difficile à distinguer sur une préparation histologique conventionnelle : la méthode peut ainsi s’avérer à terme complémentaire de l’histologie.
Figure 38 : Image OCT Plein Champ (gauche) et histologie (droite) d’une biopsie de foie humain. L’OCT Plein Champ ne permet pas de distinguer les détails cellulaires, mais apporte un contraste important sur le tissu fibreux de soutien.
Cet exemple permet de plus d’illustrer que la problématique de visualisation des détails cellulaires pas OCT Plein Champ n’est pas une problématique de résolution mais bien de
20 et 30µm, leur noyau entre 5 et 10µm, ce qui ne constitue pas une limitation par rapport à la résolution du système OCT Plein Champ développé.
La Figure 39 donne un autre exemple d’images comparées OCT Plein Champ/histologie sur des zones représentatives d’un échantillon de peau humaine. Dans ce cas on remarque en particulier sur l’épiderme (a), qu’il est possible en OCT Plein Champ de distinguer les noyaux des grosses cellules de l’épiderme (SS - Stratum Spinosum) sans en distinguer les contours, de même qu’en certaines zones d’une glande sudoripare (élément (c), SG – Sweat Gland), alors qu’il n’est pas possible de le faire sur une image du derme (b), majoritairement constitué de fibres de collagène dont le contraste OCT très hyper-réflectif masque sans doute la
visualisation de structures telles que les noyaux dont le contraste intrinsèque en OCT semble plus faible. La corrélation OCT Plein Champ/histologie est cependant remarquablement bonne
au regard de la morphologie tissulaire, et permet de distinguer nettement les microstructures de la peau (limite derme/épiderme, fibres de collagène, glandes, follicule).
Figure 39 : Images comparées OCT Plein Champ/histologie d’une biopsie de peau humaine. a : détail d’une zone de l’épiderme ; b : détail d’une zone du derme ; c : détail d’une glande sébacée. SC : stratum corneum ; SS : Stratum Spinosum ; SE : Derme Superficiel ; HF : Follicule pileux ; SG : Glande Sudoripare. Images tirées de [50]
Là encore la problématique correspond à apporter un enrichissement aux images OCT
Plein Champ en termes de contraste, la résolution étant suffisante pour distinguer les éléments
d’intérêt tels que les noyaux. Le contraste apporté par l’OCT en général est basé sur la rétrodiffusion de la lumière, permettant de visualiser des variations locales d’indices de réfraction. Les stratégies d’amélioration de la technique doivent donc être focalisées sur l’apport de nouveaux contrastes, dans le cadre du développement de méthodes multimodales, dont 2 approches sont développées aux § 3.3 et 3.4.