iPhone : comment le transformer en microscope et spectromètre!

Des chercheurs du groupe Davis de  l’université de Californie cherchent à aider docteurs et infirmières de pays en voie de développement qui ont peu ou pas d’accès à des équipements de laboratoire. En modifiant un iphone, ils ont réussi à créer des instruments d’imagerie médicale de qualité : un microscope et un spectromètre!

Le microscope iPhone

Ils ont utilisé une lentille en forme de bille (ball lenses) de 1 millimètre de diamètre (coût d’environ 30-40$). La bille a été insérée dans un trou percé dans un feuille de caoutchouc et placée sur la lentille d’un téléphone intelligent (voir photo ci-dessus). Avec un niveau de grossissement de 5X obtenu avec la bille, le microscope ainsi créé permet de voir des éléments de l’ordre de 1,5 microns, adéquat pour identifier différents types de cellules du sang.

Les photos de la rangée du haut ont été prises avec un microscope traditionnel. De gauche à droite : une condition normale, une anémie ferriprive (déficience en fer) et une anémie falciforme ou drépanocytose. Les mêmes échantillons de sang ont été photographiés par les chercheurs du groupe Davis à l’aide du microscope iPhone (ligne du bas).

Les images ne sont pas aussi claires avec le iPhone. Elles permettent néanmoins d’identifier les caractéristiques relatives aux 2 cas d’anémies présentés : un nombre réduit de cellules et une plus grande variété de cellules pour l’anémie ferriptive et des cellules de sang rouge en forme de banane pour l’anémie falciforme.

Autre exemple : des échantillons de pollen (images de gauche) et de tiges de plantes (deux autres photos). Les photos de la rangée du haut ont été prises avec un microscope commercial : la rangée du bas, avec un microscope iPhone.

La lentille en forme de bille déforme l’image de façon importante : les chercheurs ont utilisé un logiciel de traitement d’images pour corriger les distorsions. Ce logiciel leur a aussi permis de coller une série de petites images.

Oh! Détail important : mal pris, il est possible de mettre une goutte d’eau sur la lentille de la caméra. La goutte forme un ménisque. Les parties courbes de la goutte grossissent l’image adéquatement… jusqu’à ce que la goutte s’évapore… Un peu plus de trouble mais très très économique!

Le spectromètre iPhone

Oui, c’est effectivement du «tape électrique» collé sur un iPhone… L’astuce est d’utiliser une enveloppe protectrice et de coller les pièces requises pour le spectromètre sur cette enveloppe. Et ça fonctionne!

Selon Wikipédia,

«un spectromètre est un appareil de mesure permettant de décomposer une quantité observée — un faisceau lumineux en spectroscopie, ou bien un mélange de molécules par exemple en spectrométrie de masse — en ses éléments simples qui constituent son spectre. En optique, il s’agit d’obtenir les longueurs d’onde spécifiques constituant le faisceau lumineux (spectre électromagnétique).»

Images d’un cristal de sucre prises avec un filtre de lumière polarisé. À droite : un microscope traditionnel et à gauche le spectromètre iPhone. Pour savoir comment fabriquer ce spectromètre, il vous suffit de suivre les instructions, courtoisie de la revue Wired.

Autre exemple, le spectromètre d’une ampoule fluorescente : la ligne du haut (dans le graphique) provient d’un spectromètre optique de la compagnie Ocean Optics (OO) et celle du bas, d’un spectromètre iPhone.

Présentation

Une présentation «Microscopy and Spectroscopy on a Cell Phone» sera faite par les chercheurs du centre Davis le 19 octobre 2011, lors de la réunion annuelle Frontiers in Optics (FiO) 2011 organisée par la société optique OSA à San Jose, en Californie, USA.

Le iPhone permet au personnel de soins de ces pays en voie de développement, d’analyser les données prises à l’aide des instruments d’imagerie optique créés ou d’envoyer ces images en temps réel à des collègues ailleurs dans le monde pour obtenir leur avis. Une très belle façon de contribuer à sauver des vies…

Références

OSA     Lentille en forme de bille

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