Au bloc opératoire, le chirurgien éclaire la tumeur avec un agent spécial qui la fait briller. Mais comment savoir si elle brille fort parce qu'elle contient beaucoup de cellules cancéreuses, ou simplement parce qu'elle est proche de la surface ? Une caméra ordinaire ne fait pas la différence, et le médecin peut se tromper, laissant une partie de la tumeur ou retirant du tissu sain superflu.
La caméra à champ lumineux résout ce problème car elle ne capture pas une simple image plane, mais des rayons lumineux sous différents angles. C'est comme si, au lieu d'une seule photo, vous en obteniez plusieurs prises de points légèrement différents. Le logiciel reconstruit ensuite une image volumétrique et détermine à quelle profondeur se trouve chaque zone lumineuse. Connaissant la profondeur, on peut calculer l'intensité réelle de la fluorescence, débarrassée de l'atténuation par les tissus.
Les chercheurs ont pris une caméra commerciale Lytro Illum, conçue à l'origine pour des photos ordinaires avec effet de profondeur, et l'ont adaptée à la chirurgie. Ils ont imprimé en 3D une échelle de profondeur spéciale pour calibrer la caméra, puis l'ont testée sur des fantômes — des imitations de cerveau avec des points quantiques lumineux. Ces points se comportent comme la substance PpIX utilisée pour éclairer les tumeurs lors de véritables opérations.
Un tel outil pourrait devenir un équipement courant du bloc opératoire : une seule prise de vue, et le chirurgien voit non plus une simple tache lumineuse, mais une carte de la tumeur avec la profondeur et l'intensité exacte. Cela aide à décider où couper et où préserver, et augmente les chances d'une ablation complète de la tumeur sans endommager le cerveau sain.
Les points quantiques utilisés dans l'expérience sont si petits qu'ils sont plus petits qu'un virus de la grippe, mais ils brillent intensément et de manière stable, imitant la fluorescence des cellules tumorales.
L'idée de voir à travers les tissus et de déterminer précisément les limites de la maladie rappelle le tricordeur médical de « Star Trek », mais en réalité, il s'agit d'une caméra à champ lumineux et de points quantiques.