La tomodensitométrie à contraste de phase: une résolution spatiale inégalée

L'imagerie non destructive des momies humaines et animales par rayons X et tomodensitométrie a été un atout pour l'archéologie et la paléopathologie ou pour l'étude de maladies anciennes. La radiologie et la tomodensitométrie conventionnelles tirent parti du fait que les matériaux absorbent différentes quantités de rayons X, créant des degrés de contraste sur une image.

L'imagerie X par contraste de phase peut explorer les tissus mous

"Pour étudier l'os et d'autres matériaux durs et denses, le contraste d'absorption fonctionne bien, mais pour les tissus mous, il est trop faible pour fournir des informations détaillées, remarque Jenny Romell, du KTH Royal Institute of Technology/Albanova University Center à Stockholm (Suède). C'est pourquoi nous proposons plutôt une imagerie par contraste de phase basée sur la propagation." L'imagerie basée sur la propagation améliore le contraste de l'imagerie aux rayons X en détectant à la fois l'absorption et le déphasage qui se produisent lorsque les rayons X traversent un échantillon. Cet effet de déphasage est similaire à la façon dont un rayon de lumière change de direction lorsqu'il traverse une lentille. La capture à la fois de l'absorption et du déphasage fournit un contraste plus élevé pour les tissus mous.

Une recherche consacrée à cette technologie sur une momie égyptienne

"Il existe un risque de disparition de traces de maladies uniquement conservées dans les tissus mous si le contraste d'absorption est seulement utilisé, poursuit-elle. Cependant, grâce à l’imagerie en contraste de phase, les structures des tissus mous peuvent être analysées en fonction de la résolution cellulaire, ce qui ouvre la voie à une analyse détaillée des tissus mous." Le Dr Romell et ses collègues ont évalué la tomodensitométrie à contraste de phase en réalisant des images d'une main droite humaine momifiée de l'Égypte ancienne, dans une étude publiée dans le Revue Radiology. La main, aujourd'hui dans la collection du Musée des Antiquités de la Méditerranée et du Proche-Orient, a été amenée en Suède à la fin du 19ème siècle, avec d'autres parties du corps momifiées et un fragment de cartonnage de momie. Le cartonnage date d'environ 400 avant notre ère. Ils ont scanné toute la main et ont ensuite effectué une analyse détaillée du bout du majeur.

Une résolution spatiale significative pour l'étude de structures très fines

La résolution estimée des images finales était comprise entre 6 et 9 microns, soit légèrement plus que la largeur d'un globule rouge humain. Les chercheurs ont pu voir les restes de cellules adipeuses, de vaisseaux sanguins et de nerfs, ainsi que des vaisseaux sanguins dans le lit de l'ongle et distinguer les différentes couches de la peau. "Avec le scanner à contraste de phase, les tissus mous anciens peuvent être mis en image d'une manière que nous n'avons jamais vu auparavant", s'enthousiasme le Dr Romell. Les résultats indiquent le rôle du scanner à contraste de phase en tant que complément ou alternative aux méthodes invasives utilisées dans la paléopathologie des tissus mous nécessitant une extraction et un traitement chimique des tissus. En raison de leur nature potentiellement destructive, ces méthodes ne sont pas recommandées pour l'analyse de nombreux spécimens anciens et fragiles.

"Tout comme la tomodensitométrie conventionnelle est devenue une procédure standard dans l'étude des momies et autres vestiges antiques, nous voyons le scanner à contraste de phase comme un complément naturel aux méthodes existantes, conclut-elle. Nous espérons que cette technologie trouvera sa place auprès des médecins chercheurs et des archéologues qui ont longtemps lutté pour récupérer des informations sur les tissus mous. Nous croyons, d'autre part, que l’utilisation généralisée de la méthode par contraste de phase mènera à de nouvelles découvertes dans le domaine de la paléopathologie.”