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Lensfree : l'imagerie sans lentille

Publié le 11 mai 2023


Imageur sans lentille

L'imagerie au chevet du patient, analyse cellulaire et détection de pathologies

Grâce à son champ de vision extra-large et à son faible encombrement, combinés à des algorithmes basés sur l'intelligence artificielle, l'imageur sans lentille du CEA-Leti donne aux professionnels de santé la possibilité de pratiquer des analyses au chevet du patient plutôt qu'en laboratoire. Dix fois moins coûteuse qu'un microscope optique cette technologie peut imager jusqu'à 10 000 objets biologiques microscopiques à la fois.

Comment ça marche ?
La lumière émise par une LED (du visible au proche infrarouge) est diffractée par l'objet biologique analysé et produit un motif holographique enregistré par un capteur d'image CMOS. Des algorithmes de reconstruction holographique reconstituent l'image de l'objet sur un écran. Les logiciels de traitement d'image issus de l'intelligence artificielle peuvent alors détecter, analyser et même classifier les objets biologiques observés grâce au suivi d'indicateurs spécifiques. Ces opérations sont automatisées et non dépendantes d'un opérateur.


Nouveautés

  • Compact, robuste, bas coût, automatisé, utilisable au chevet du patient 
  • Champ de vue extra large (environ 30mm²) couvrant plus de 10 000 cellules par image. 
  • Observation à différentes échelles des principales caractéristiques morphologiques des tissus cellulaires (> 100 µm), des cellules (> 5 µm) et détection des bactéries (1 µm). 
  • Le couplage de l'intelligence artificielle à la microscopie sans lentille permet d'imager et d'analyser de grands ensembles de données biologiques en quelques secondes pour la détection, la segmentation, la classification et même la prévision dans le temps par jusqu'à la prédiction d'évènements.

Prochaine étape

  • Miniaturisation et développement d'un kit d'autodiagnostic utilisable par le patient.
  • Microscopie 3D pour la biologie fondamentale et le criblage de médicaments : organisation spatiale des cellules, interactions des matrices cellulaires et extracellulaires à grande échelle, migration des cellules.
  • Couplage avec la microfluidique pour l'imagerie d'organes sur puce.
Applications


Au chevet du patient : Parce qu'elle utilise du matériel informatique générique, cette technique peut être adaptée à plusieurs types de diagnostics médicaux en développant une chaîne dédiée de traitement des données acquises, par exemple :
• numération de formule sanguine : globules rouges, blancs (dont sous-catégories), plaquettes (développé en partenariat avec la société a) ;
• diagnostic de la méningite à partir du liquide céphalorachidien (développé en partenariat avec l'IHU Marseille-Méditerranée infection)
• Mesure du temps de coagulation du sang (développé en partenariat avec la startup
Avalun)

Autres applications en santé :
• suivi de bioprocédés en bioréacteur dans l'industrie pharmaceutique : numération cellulaire, viabilité des cellules (en partenariat avec la startup e) ;
• imagerie 2D pour la biologie fondamentale et le criblage de médicaments : numération cellulaire, migration, viabilité et masse sèche des cellules, durée du cycle cellulaire, etc.

Cette technologie
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