LA FIN DE L'ENDOSCOPIE? UNE NOUVELLE TECHNIQUE POURRAIT ETRE L'AVENIR DE L'IMAGERIE MEDICALE

Une recherche innovante présente une technique d'imagerie innovante qui utilise les ultrasons pour fournir des images en profondeur de manière non invasive.

 

Une avancée en matière d'imagerie par ultrasons pourrait bientôt éliminer l'utilisation des endoscopies.

L'endoscopie est actuellement l'une des méthodes les plus courantes d'imagerie médicale. Ses utilisations incluent le diagnostic des affections qui affectent les poumons, le côlon, la gorge et le tractus gastro-intestinal.

Au cours d'une endoscopie , les professionnels de la santé insèrent un endoscope - un long tube fin avec une forte lumière et une petite caméra à son extrémité - dans une petite ouverture, telle que la bouche ou une petite incision pratiquée par un chirurgien.

Les endoscopies sont une procédure invasive, même si elle est minimale. Ils peuvent créer un inconfort et ne sont pas sans risques. Les effets secondaires potentiels des endoscopies comprennent la surdosage, les crampes, une douleur persistante, voire la perforation des tissus et des saignements internes mineurs.

Maintenant, une découverte innovante peut mettre fin à l'endoscopie. Maysam Chamanzar, professeur adjoint en génie électrique et informatique à la Carnegie Mellon University de Pittsburgh, en Pennsylvanie, et Matteo Giuseppe Scopelliti, chercheur au doctorat dans le même département, ont mis au point une technique d'imagerie par ultrasons non invasive qui promet de remplacer l'endoscope.

Les chercheurs détaillent leur nouvelle technique dans la revue Light: Science and Applications .

Remplacement de l'objectif physique par un objectif virtuel

Chamanzar et Scopelliti expliquent dans leur article que le tissu biologique, étant un milieu trouble (ou dense et opaque), limite les possibilités des méthodes optiques.

Spécifiquement, le tissu est constitué de grosses particules et de membranes et limite la profondeur et la résolution de l’imagerie optique, "en particulier dans le visible et l’infrarouge proche du spectre".

La nouvelle technique utilise toutefois les ultrasons pour concevoir une "lentille virtuelle" dans le corps au lieu d'insérer une lentille physique. L’opérateur peut alors ajuster l’objectif en «modifiant les ondes de pression ultrasonores à l’intérieur du milieu», écrivent les auteurs, et prennent ainsi en profondeur des images jamais accessibles auparavant, à l’aide de moyens non invasifs.

 

Un moniteur respiratoire portable détecte rapidement une maladie pulmonaire mettant la vie en danger

L'analyseur d'haleine portable peut détecter avec précision et rapidité le syndrome de détresse respiratoire aigu.

LISEZ MAINTENANT

 

Les ondes ultrasonores peuvent comprimer ou raréfier le milieu dans lequel elles pénètrent. La lumière se déplace plus lentement dans les médias compressés et plus rapidement dans les médias raréfiés.

Les auteurs expliquent qu'ils ont pu créer l'objectif virtuel en utilisant cet effet de compression / raréfaction:

"Comme les ondes ultrasonores se propagent à travers le milieu, elles modulent sa densité et donc son indice de réfraction local; le milieu est comprimé dans les régions à haute pression, ce qui donne une densité plus élevée, tandis qu'il est raréfié dans les zones à pression négative où la densité locale est réduite."

"En conséquence", écrivent-ils, "l'onde stationnaire de pression crée un contraste d'indice de réfraction local".

De plus, le réglage ou la reconfiguration des ultrasons de l'extérieur peut déplacer la lentille à l'intérieur du support, lui permettant de se déplacer dans différentes régions et de prendre des images à différentes profondeurs.

"Nous avons utilisé des ondes ultrasonores pour sculpter une lentille de relais optique virtuelle dans un support cible donné, ce qui, par exemple, peut être un tissu biologique", explique Chamanzar. "Par conséquent, le tissu est transformé en une lentille qui nous aide à capturer et à relayer les images de structures plus profondes."

Le chercheur explique ensuite comment cette technique fonctionne et pourquoi il s’agit d’une étape progressive de visualisation à l’intérieur du corps.

"Ce qui distingue notre travail des méthodes acousto-optiques conventionnelles, c'est que nous utilisons le support cible lui-même, qui peut être un tissu biologique, pour affecter la lumière lorsqu'elle se propage à travers le support", poursuit Chamanzar. "Cette interaction in situ fournit des opportunités pour contrebalancer les [obstacles] qui perturbent la trajectoire de la lumière."

Technique pour 'révolutionner l'imagerie médicale'

Parmi les applications de la nouvelle technique figurent l'imagerie cérébrale, le diagnostic des affections cutanées et l'identification des tumeurs dans divers organes. La méthode peut impliquer un dispositif portatif ou un patch de peau, selon la zone à surveiller.

En l'appliquant simplement sur la surface de la peau, les professionnels de la santé pourraient obtenir des images des organes internes sans les effets secondaires potentiels et le désagrément d'une endoscopie.

"Pouvoir relayer des images d'organes, tels que le cerveau, sans avoir besoin d'insérer des composants optiques physiques constituera une alternative importante à l'implantation d'endoscopes invasifs dans le corps."

Maysam Chamanzar

"Cette méthode peut révolutionner le domaine de l'imagerie biomédicale", ajoute-t-il.

"Les médias turbides ont toujours été considérés comme des obstacles pour l’imagerie optique", ajoute le co-auteur, Scopelliti. "Mais nous avons montré que de tels médias peuvent être convertis en alliés pour aider la lumière à atteindre la cible souhaitée."

"Lorsque nous activons les ultrasons avec le bon motif, le milieu trouble devient immédiatement transparent. Il est excitant de penser à l'impact potentiel de cette méthode sur un large éventail de domaines allant des applications biomédicales à la vision par ordinateur."