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septembre 2019

Une stagiaire d’été de la Chine développe une superpuissance à l’Université Simon Fraser — elle apprend à voir à travers la peau

Coup d'oeil
L’équipe :

Yutian Zhang, finissante du premier cycle de l’Institut Harbin de technologie en Chine

Professeur Glenn Chapman, Sciences de l’ingénierie, Université Simon Fraser 

Le défi :

Le tissu vivant change rapidement et est difficile à tester. Et quand la lumière pénètre le tissu, la lumière se diffuse et l’image qui en résulte est difficile à détecter.

La solution :

Utiliser un matériau synthétique qui est plus facile à tester que le tissu complexe; le but ultime — améliorer la technologie d’imagerie médicale.

Une finissante du premier cycle de l’Institut Harbin de la technologie en Chine, Yutian visite la Colombie-Britannique cet été par l’entremise du programme Globalink de Mitacs. Elle a travaillé à l’Université Simon Fraser sous la supervision du professeur des sciences de l’ingénierie Glenn Chapman.

Comme la superpuissance d’un personnage Marvel, la stagiaire d’été Yutian Zhang a appris à voir à travers le tissu.

Toutefois, à la différence d’un super héros de bandes dessinées, Yutian travaille avec une équipe de recherche afin de développer un système optique à base de laser ainsi qu’un appareil photo spécial pour voir à travers le tissu. Le résultat souhaité est l’amélioration de la technologie médicale d’imagerie tissulaire.

Une finissante du premier cycle de l’Institut Harbin de la technologie en Chine, Yutian visite la Colombie-Britannique cet été par l’entremise du programme Globalink de Mitacs. Elle a travaillé à l’Université Simon Fraser sous la supervision du professeur des sciences de l’ingénierie Glenn Chapman.

Sa recherche est axée sur l’usage de la lumière afin de voir à travers le tissu, avec pour but à long terme de trouver des anomalies, telles que les tumeurs. Puisque la majorité des lumières n’endommagent pas le tissu (les rayons X le font quand même), la recherche pourrait, en cas de succès, mener à des mammographies et à des scintigraphies du cerveau améliorées et plus sécuritaires, par exemple. 

Cependant, les chercheurs dans ce domaine sont confrontés à deux défis importants. D'abord, le tissu vivant change rapidement et est difficile à tester. Et deuxièmement, quand la lumière pénètre le tissu, la lumière se diffuse et l’image qui en résulte est cachée et difficile à extraire. C'est comme éclairer la main de derrière avec une lampe de poche, et voir une lueur rouge, mais aucune structure osseuse.

Cet été Yutian a travaillé sur les deux défis dans le laboratoire du professeur Chapman. Elle a aidé à créer des matériaux spéciaux qui s’appellent des « fantômes tissus ». Ces matériaux synthétiques gélatineux, fermés en plastique, agissent de manière similaire [KK1] au tissu vivant lorsqu’ils sont imagés. De plus, ils sont très stables et ils durent sensiblement plus longtemps, et ils permettent donc de reproduire les expériences dans un environnement contrôlé. 

Yutian a mesuré des échantillons de fantômes tissus pour les caractéristiques optiques de la lumière — par exemple combien elle se diffuse sur plusieurs différentes longueurs d’onde. Spécifiquement, elle a fait du travail expérimental avec le laser optique et les appareils photo pour l’imagerie et pour la recherche analytique en mesurant les paramètres de la lumière au sein du fantôme test.

Le but ultime de la recherche est d’améliorer les systèmes optiques— le laser et les appareils photo — utilisés sur le tissu simulé, et d’améliorer la sensibilité nécessaire des appareils pour des applications médicales.

La recherche de Yutian indique que la clé de la réussite de l’imagerie optique est la séparation de la lumière légèrement diffusée, qui apporte des informations sur la structure du tissu par lequel elle passe.

Son travail contribuera à des publications universitaires, aidera à créer des installations expérimentales améliorées, et fera progresser la recherche établie afin d’améliorer l’imagerie médicale.

« Il y a un bon moment que je travaille avec Mitacs, » dit le professeur Chapman. « J’ai un étudiant à la maîtrise du Brésil qui travaille actuellement dans mon laboratoire qui est ancien stagiaire Mitacs Globalink. Ce fut un plaisir de travailler avec tous les étudiants Mitacs.

En tant que professeur superviseur, je postule en espérant de peut-être les attirer à travailler dans mon laboratoire à long terme, » il affirme.[KK2]  « L’avantage supplémentaire — au-delà de leur travail de recherche — est si je réussis à les convaincre de venir au Canada pour poursuivre leurs études supérieures. »

Si la satisfaction de Yutian quant à son expérience représente une indication de ses plans futurs, le professeur Chapman pourrait bientôt avoir une autre étudiante internationale des cycles supérieurs.

« Ce projet me permet de découvrir ce qui m’intéresse vraiment, » dit Yutian. « Le travail que j'ai fait a inclus des expériences pratiques. J’ai aussi beaucoup appris sur le traitement des images. »

Yutian explique que dans le laboratoire du professeur Chapman, elle a appris à apprécier la nécessité de la coopération, de la collaboration, et de la communication afin de réussir dans un laboratoire de recherche.

À 21 ans, Yutian a une idée précise du parcours qu’elle veut suivre.

« Je pense que je poursuivrai une maîtrise au Canada. Cela serait mon premier choix.

Ce projet combine l’ingénierie à des applications médicales. C'est ça qui m'attire le plus. Si nous pouvons développer une meilleure façon de trouver une tumeur dans le corps humain, ça serait quelque chose de très significatif, » dit-elle.

« Mon but est d'aider les gens par le biais de l’ingénierie biomédicale et du traitement amélioré des images. » 

 


Remerciements Globalink – été 2019

Mitacs tient à remercier le gouvernement du Canada ainsi que le gouvernement de l’Alberta, le gouvernement de la Colombie-Britannique, Research Manitoba et le gouvernement du Québec pour leur soutien au programme Stage de recherche Mitacs Globalink. De plus, Mitacs a le plaisir de travailler avec les partenaires internationaux suivants pour soutenir Globalink : Universities Australia; China Scholarship Council, Campus France, le service d’échange universitaire allemand, le secrétariat d’éducation publique du Mexique, Tecnológico de Monterrey et l’Université nationale autonome du Mexique, le ministère de l’Éducation de l’Arabie saoudite et le ministère de l’Enseignement supérieur et de la Recherche scientifique de la Tunisie et Mission universitaire de Tunisie en Amérique du Nord.