<\/p>\n
Des chercheurs de Caltech et de l’USC ont cr\u00e9\u00e9 une nouvelle approche d’imagerie m\u00e9dicale qui produit rapidement des images couleur 3D montrant \u00e0 la fois la structure physique des tissus mous et le fonctionnement des vaisseaux sanguins. La technique a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e pour imager plusieurs parties du corps humain. Les scientifiques affirment que cela pourrait conduire \u00e0 une meilleure imagerie du cancer du sein, \u00e0 un meilleur suivi des l\u00e9sions nerveuses li\u00e9es au diab\u00e8te et \u00e0 de nouvelles fa\u00e7ons d’\u00e9tudier le cerveau.<\/p>\n
Les d\u00e9tails des travaux ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9s dans G\u00e9nie biom\u00e9dical naturel<\/em>.<\/p>\n Pourquoi les outils d’imagerie existants ne sont pas \u00e0 la hauteur<\/strong><\/p>\n L\u2019\u00e9chographie standard est rapide, abordable et largement utilis\u00e9e, mais elle montre principalement la forme des tissus en deux dimensions et offre une zone de visualisation limit\u00e9e. L\u2019imagerie photoacoustique fournit un autre type d\u2019informations. Il fonctionne en envoyant une lumi\u00e8re laser dans le corps et en d\u00e9tectant les ondes sonores produites lorsque certaines mol\u00e9cules absorbent cette lumi\u00e8re. Cela permet aux m\u00e9decins et aux chercheurs de voir les vaisseaux sanguins en couleur optique et d’observer le flux sanguin dans les art\u00e8res et les veines. Cependant, l\u2019imagerie photoacoustique ne capture pas bien la structure d\u00e9taill\u00e9e des tissus.<\/p>\n D’autres m\u00e9thodes d’imagerie courantes, notamment la tomodensitom\u00e9trie (TDM) et l’imagerie par r\u00e9sonance magn\u00e9tique (IRM), comportent des compromis. Ces techniques peuvent n\u00e9cessiter des agents de contraste, exposer les patients \u00e0 des rayonnements ionisants, \u00eatre plus co\u00fbteuses ou prendre trop de temps pour \u00eatre utilis\u00e9es fr\u00e9quemment.<\/p>\n Combiner \u00e9chographie et imagerie photoacoustique<\/strong><\/p>\n Pour surmonter ces limites, l\u2019\u00e9quipe de recherche a d\u00e9velopp\u00e9 RUS-PAT (tomographie par ultrasons rotationnels, RUST, combin\u00e9e \u00e0 la tomographie photoacoustique, PAT). La tomographie photoacoustique a \u00e9t\u00e9 d\u00e9velopp\u00e9e pour la premi\u00e8re fois il y a plus de deux d\u00e9cennies par Lihong Wang, professeur Bren de g\u00e9nie m\u00e9dical et de g\u00e9nie \u00e9lectrique et titulaire de la chaire de leadership en g\u00e9nie m\u00e9dical Andrew et Peggy Cherng \u00e0 Caltech. Dans le PAT, les mol\u00e9cules tissulaires qui absorbent la lumi\u00e8re vibrent apr\u00e8s avoir \u00e9t\u00e9 frapp\u00e9es par de courtes impulsions laser, produisant des signaux acoustiques qui peuvent \u00eatre mesur\u00e9s et convertis en images d\u00e9taill\u00e9es.<\/p>\n Wang, qui est \u00e9galement directeur g\u00e9n\u00e9ral de l’ing\u00e9nierie m\u00e9dicale de Caltech, a d\u00e9clar\u00e9 que l’objectif du nouveau projet \u00e9tait de fusionner les atouts de l’\u00e9chographie et de l’imagerie photoacoustique. “Mais ce n’est pas comme un plus un”, explique-t-il. “Nous devions trouver une mani\u00e8re optimale de combiner les deux technologies.”<\/p>\n Une conception plus simple et plus pratique<\/strong><\/p>\n Les syst\u00e8mes \u00e0 ultrasons traditionnels s’appuient sur de nombreux transducteurs pour envoyer et recevoir des ondes sonores, ce qui rend l’int\u00e9gration directe avec l’imagerie photoacoustique trop compliqu\u00e9e et co\u00fbteuse pour une utilisation \u00e0 grande \u00e9chelle. L\u2019imagerie photoacoustique, en revanche, ne n\u00e9cessite qu\u2019une d\u00e9tection par ultrasons. Cette diff\u00e9rence a conduit Wang \u00e0 une nouvelle id\u00e9e. “Je me suis dit : ‘Attendez, pouvons-nous simplement imiter l’excitation lumineuse des ondes ultrasonores en tomographie photoacoustique, mais le faire par ultrasons ?'”<\/p>\n En imagerie photoacoustique, la lumi\u00e8re laser se propage \u00e0 travers les tissus et d\u00e9clenche des ondes ultrasonores qui peuvent \u00eatre mesur\u00e9es. Wang s’est rendu compte qu’un seul transducteur \u00e0 ultrasons \u00e0 large champ pouvait envoyer des ondes sonores dans les tissus. Les m\u00eames d\u00e9tecteurs pourraient alors capturer les signaux des deux m\u00e9thodes d\u2019imagerie.<\/p>\n Le syst\u00e8me final utilise un petit nombre de d\u00e9tecteurs en forme d\u2019arc qui tournent autour d\u2019un point central. Cette configuration fonctionne efficacement comme un d\u00e9tecteur h\u00e9misph\u00e9rique complet, tout en restant beaucoup plus simple et moins co\u00fbteuse.<\/p>\n Potentiel d\u00e9montr\u00e9 pour une utilisation humaine<\/strong><\/p>\n “La nouvelle combinaison de techniques acoustiques et photoacoustiques r\u00e9pond \u00e0 bon nombre des principales limites des techniques d’imagerie m\u00e9dicale largement utilis\u00e9es dans la pratique clinique actuelle et, ce qui est important, la faisabilit\u00e9 d’une application humaine a \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9e ici dans de multiples contextes”, explique le Dr Charles Y. Liu, co-auteur de l’\u00e9tude et associ\u00e9 invit\u00e9 en biologie et en g\u00e9nie biologique \u00e0 Caltech. Liu est \u00e9galement professeur \u00e0 la Keck School of Medicine de l’USC, directeur du centre de neurorestauration de l’USC et pr\u00e9sident de neurochirurgie au centre national de r\u00e9adaptation Rancho Los Amigos.<\/p>\n \u00c9tant donn\u00e9 que la m\u00e9thode peut \u00eatre utilis\u00e9e partout o\u00f9 la lumi\u00e8re peut atteindre, RUS-PAT peut avoir de nombreuses applications cliniques. En imagerie du cancer du sein, cela pourrait aider les m\u00e9decins \u00e0 localiser pr\u00e9cis\u00e9ment l’emplacement d’une tumeur tout en r\u00e9v\u00e9lant des informations sur son activit\u00e9 biologique. Pour les patients atteints de neuropathie diab\u00e9tique, la technique pourrait permettre aux m\u00e9decins de surveiller \u00e0 la fois la structure nerveuse et l\u2019apport d\u2019oxyg\u00e8ne en un seul examen. Wang note \u00e9galement son potentiel pour la recherche sur le cerveau, o\u00f9 les scientifiques pourraient \u00e9tudier l’anatomie du cerveau tout en observant simultan\u00e9ment la dynamique du flux sanguin.<\/p>\n Vitesse, profondeur et premiers tests<\/strong><\/p>\n \u00c0 l\u2019heure actuelle, le syst\u00e8me peut imager des tissus jusqu\u2019\u00e0 environ 4 centim\u00e8tres de profondeur. La lumi\u00e8re peut \u00e9galement \u00eatre d\u00e9livr\u00e9e \u00e0 l\u2019aide d\u2019outils endoscopiques, qui peuvent permettre d\u2019acc\u00e9der \u00e0 des zones plus profondes du corps. Chaque analyse RUS-PAT prend moins d’une minute.<\/p>\n La configuration actuelle place des transducteurs \u00e0 ultrasons et un laser sous un lit de num\u00e9risation. Le syst\u00e8me a d\u00e9j\u00e0 \u00e9t\u00e9 test\u00e9 sur des volontaires humains et des patients et en est maintenant aux premiers stades de sa transition vers une utilisation clinique.<\/p>\n D\u00e9tails de l’\u00e9tude et financement<\/strong><\/p>\n L’article s’intitule \u00ab\u00a0\u00c9chographie rotationnelle et tomographie photoacoustique du corps humain\u00a0\u00bb. Les co-auteurs principaux sont Yang Zhang, Shuai Na et le Dr Jonathan J. Russin. Zhang et Na ont men\u00e9 leurs travaux en tant que chercheurs postdoctoraux \u00e0 Caltech et sont d\u00e9sormais bas\u00e9s respectivement \u00e0 l’Universit\u00e9 Tsinghua et \u00e0 l’Universit\u00e9 de P\u00e9kin \u00e0 P\u00e9kin. Russin est affili\u00e9 \u00e0 la Keck School of Medicine de l’USC et au Rancho Los Amigos National Rehabilitation Center \u00e0 Downey, en Californie.<\/p>\n Les autres contributeurs de Caltech incluent Karteekeya Sastry, Li Lin (PhD ’20), Junfu Zheng, Yilin Luo, Xin Tong (MS ’21), Yujin An, Peng Hu (PhD ’23) et l’ancien chercheur Konstantin Maslov. Lin est actuellement \u00e0 l’Universit\u00e9 du Zhejiang \u00e0 Hangzhou, en Chine. Le Dr Tze-Woei Tan de la Keck School of Medicine de l’USC est \u00e9galement co-auteur. La recherche a \u00e9t\u00e9 financ\u00e9e par les National Institutes of Health.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Des chercheurs de Caltech et de l’USC ont cr\u00e9\u00e9 une nouvelle approche d’imagerie m\u00e9dicale qui produit rapidement des images couleur 3D montrant \u00e0 la fois la structure physique des tissus mous et le fonctionnement des vaisseaux sanguins. 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