Adapté et traduit du rapport général d’impact de l’Université de Waterloo
Comment un nouveau capteur quantique pourrait améliorer le traitement de cancers
Le développement de méthodes d’imagerie et de surveillance médicales a eu des répercussions profondes sur le diagnostic et le traitement de cancers. Ces techniques non effractives permettent aux professionnels des soins de santé de détecter la présence de cancers dans le corps et de déterminer si le traitement fonctionne.
Mais les techniques actuelles ont leurs limites : les tumeurs doivent avoir une certaine taille pour être visibles. La capacité de détecter des cellules cancéreuses avant même qu’elles soient assez nombreuses pour former une tumeur constitue un défi que des chercheurs du monde entier essaient de relever.
Technologie de la prochaine génération
Des chercheurs de l’IQC ont mis au point un capteur quantique qui promet de surpasser les technologies existantes de suivi de l’efficacité du traitement de cancers.
« Un capteur doit détecter la lumière de manière très efficace », explique le chercheur principal Michael Reimer, professeur à l’IQC ainsi qu’au Département de génie électrique et informatique. « Notre capteur a la particularité d’absorber tout le spectre lumineux, de l’ultraviolet à l’infrarouge. Pour le moment, aucun dispositif disponible dans le commerce n’a cette capacité. »
Un capteur doit détecter la lumière de manière très efficace. Notre capteur a la particularité d’absorber tout le spectre lumineux, de l’ultraviolet à l’infrarouge. Pour le moment, aucun dispositif disponible dans le commerce n’a cette capacité.
Les capteurs actuels réfléchissent une partie de la lumière. Selon le matériau, ce phénomène peut empêcher jusqu’à 30 % de la lumière d’être absorbée.
Le capteur quantique de prochaine génération conçu dans le laboratoire de M. Reimer est très efficace et peut détecter la lumière à sa limite fondamentale — un photon individuel — et se réinitialiser en quelques nanosecondes pour l’arrivée du prochain photon. Les chercheurs ont créé un réseau de nanofils coniques qui transforment les photons incidents en un courant électrique pouvant être amplifié et détecté.
Utilisée pour la surveillance des doses dans le traitement de cancers, la capacité de détecter chaque photon signifie qu’un professionnel de la santé pourrait contrôler avec une incroyable précision la dose de médicament administrée : une dose juste suffisante pour tuer les cellules cancéreuses, sans attaquer les cellules saines.
Un impact considérable
En plus de la surveillance des doses dans le traitement de cancers, le capteur quantique de prochaine génération peut aussi beaucoup améliorer la capture à grande vitesse d’images à partir de l’espace et l’acquisition à distance d’images 3D à grande résolution.
Michael Reimer travaille maintenant sur un prototype qui sera testé en dehors de son laboratoire. Il vise à commercialiser le capteur d’ici 3 à 5 ans. « J’aime la recherche fondamentale, dit-il, mais je veux aussi sortir mes travaux du laboratoire, les amener dans le monde réel et avoir un impact sur la société. »
J’aime la recherche fondamentale. Mais je veux aussi sortir mes travaux du laboratoire, les amener dans le monde réel et avoir un impact sur la société.
