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Spécial “ Acoustics’08 ”
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Acoustique
&
Techniques n° 53
Imagerie et thérapie : applications médicales des ultrasons
- L’imagerie des tissus peu mobiles et directement
accessibles à travers la peau : c’est le cas par exemple
de l’utérus, du foie et des voies biliaires, des reins, de la
rate, des seins, de la thyroïde,…
- L’exploration des structures en mouvement, comme le
cœur et le sang circulant, qui repose sur l’utilisation de
techniques combinant échographie rapide, techniques
Doppler, et enregistrement du mouvement des structures
en mode temps-mouvement (ou T.M.)
- L’échographie par voie endocavitaire lorsqu’il est
nécessaire de rapprocher le capteur de la région à explorer
pour gagner en résolution, ou pour éviter de traverser des
structures osseuses ou gazeuses. On utilise pour cela
des capteurs miniaturisés et de fréquence ultrasonore
relativement élevée.
- Les applications nouvelles qui relèvent d’équipes
spécialisées, comme l’échographie-Doppler cérébrale,
l’échographie avec produits de contraste, l’échographie
3D, l’échographie interventionnelle avec guidage de
ponctions ou de gestes thérapeutiques, l’imagerie
ultrasonore paramétrique,…
Caractérisation tissulaire par ultrasons
De nombreux travaux ont été réalisés depuis une vingtaine
d’années pour caractériser les tissus par ultrasons.
Jusqu’à présent l’imagerie échographique n’a que peu
bénéficié de ces recherches, car il est souvent nécessaire
de mettre en œuvre un traitement de signal relativement
long et complexe. Les premières applications de routine
reposent sur 2 grandes techniques :
- La caractérisation de l’os par mesure de la vitesse et de
l’atténuation d’une onde acoustique se propageant dans le
calcanéum par exemple ;
- L’étude de la réponse non linéaire des tissus aux
variations de pression instantanées liées au passage de
l’onde acoustique (imagerie harmonique).
D’autres projets sont en cours comme la mesure de
l’élasticité tissulaire en appliquant une onde très basse
fréquence pour stimuler les tissus, et en utilisant l’onde
ultrasonore pour étudier la déformation en profondeur.
Produits de contraste ultrasonore
Plusieurs compagnies pharmaceutiques développent des
microbulles de gaz encapsulé, d’un diamètre de quelques
microns qui peuvent être injectées par voie intraveineuse.
Ces microbulles constituent un moyen de contraste, car le
gaz est un puissant réflecteur des ultrasons.
Les applications majeures envisagées sont nombreuses :
- l’étude de la vascularisation des tissus ;
- la caractérisation de certaines tumeurs ;
- l’exploration de la fonction cardiaque et du flux coronaire ;
- l’étude des shunts entre le cœur droit et le cœur gauche,
etc…
Dans l’avenir, on envisage d’utiliser ces microbulles pour
transporter des molécules à visée thérapeutique. Celles-
ci pourraient être délivrées localement par rupture des
microbulles dans un champ ultrasonore de moyenne
puissance.
Thérapie par ultrasons de puissance (HIFU : High
intensity focused ultrasound)
Les ondes ultrasonores transportent de l’énergie qui
peut être utilisée en thérapie chez l’homme. Dans le cas
des lithiases comme celles qu’on trouve dans le rein
ou la vésicule, on utilise des ondes de choc focalisées
pour fragmenter ou détruire ces structures fortement
réflectrices. Dans le cas des tissus mous comme des
tumeurs, on utilise une autre approche qui consiste à
focaliser des ultrasons émis en continu afin d’élever la
température des tissus vers 80°C. Une surveillance
en temps réel de la température locale des tissus par
IRM, ou du changement des propriétés tissulaires par
élastographie, permet d’assurer une sécurité élevée pour
ce nouveau mode de thérapie. Plusieurs dispositifs sont
actuellement commercialisés.
Quelques données économiques
D’après les statistiques des caisses d’assurance maladie,
le coût des examens Echographie et Écho Doppler,
guidage Echo, varient dans une fourchette de 28 à 170
euros. Par exemple, le tarif moyen de base pour une
échographie au deuxième trimestre de grossesse est de
82 euros€et celui d’une échographie cardiaque simple de
95 euros.
Le marché mondial des appareils d’échographie serait
de l’ordre de 4 milliards de dollars ; en France, il serait
de l’ordre de 80 millions d’euros. Ce marché représente
environ 2 à 3 fois le marché de chacun des appareils
lourds d’imagerie de type Scanner ou IRM.
Conclusion
Les techniques ultrasonores ont été considérablement
développées pour l’imagerie médicale. Les performances
atteintes par les appareils modernes sont tout à fait
spectaculaires. Les recherches en cours sur l’imagerie
3D, la miniaturisation des capteurs, la caractérisation
tissulaire et la thérapie par ultrasons (chauffage et
délivrance de médicaments par microbulles), ouvrent
des voies nouvelles au développement des applications
médicales (et industrielles).
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