Un nouvel appareil à ultrasons pourrait rendre la technologie d’imagerie «aussi accessible que l’achat de pansements à la pharmacie», ont affirmé ses développeurs.
Créé par des ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT), l’autocollant à ultrasons est un dispositif de la taille d’un tampon qui adhère à la peau et fournit une imagerie échographique continue des organes internes pendant 48 heures.
Dans l’imagerie par ultrasons conventionnelle, un technicien applique d’abord un gel liquide sur la peau d’un patient, qui agit pour transmettre des ondes ultrasonores. Une sonde, ou transducteur, est ensuite pressée contre le gel, envoyant des ondes sonores dans le corps qui font écho aux structures internes et reviennent à la sonde, où les signaux renvoyés sont traduits en images visuelles.
Les outils d’imagerie par ultrasons portables pourraient avoir un “potentiel énorme” dans l’avenir du diagnostic clinique, ont déclaré les chercheurs, mais ils ont déclaré que les options actuelles sont freinées par une faible résolution et une courte durée d’imagerie.
L’autocollant à ultrasons produirait des images à plus haute résolution sur une plus longue durée en associant une couche adhésive extensible à un réseau rigide de transducteurs. “Cette combinaison permet à l’appareil de se conformer à la peau tout en maintenant l’emplacement relatif des transducteurs pour générer des images plus claires et plus précises”, a déclaré Chonghe Wang, auteur principal d’un article de recherche sur l’appareil.
La couche adhésive est composée de deux fines couches d’élastomère qui encapsulent une couche intermédiaire d’hydrogel solide, un matériau principalement à base d’eau qui transmet facilement les ondes sonores. Contrairement aux gels à ultrasons traditionnels, l’hydrogel de l’équipe du MIT est élastique et extensible.
“L’élastomère empêche la déshydratation de l’hydrogel”, a déclaré Xiaoyu Chen, coauteur principal. “Ce n’est que lorsque l’hydrogel est hautement hydraté que les ondes acoustiques peuvent pénétrer efficacement et donner une imagerie haute résolution des organes internes.”
La couche inférieure en élastomère est conçue pour coller à la peau, tandis que la couche supérieure adhère à un ensemble rigide de transducteurs que l’équipe a également conçus et fabriqués. L’ensemble de l’autocollant à ultrasons mesure environ 2 cm2 sur 3 mm de profondeur.
Les chercheurs ont appliqué les autocollants sur des volontaires et ont montré que les appareils produisaient des images en direct à haute résolution des principaux vaisseaux sanguins et des organes plus profonds tels que le cœur, les poumons et l’estomac. Les autocollants maintenaient une forte adhérence et capturaient les changements dans les organes sous-jacents lorsque les volontaires exécutaient diverses activités, notamment s’asseoir, se tenir debout, faire du jogging et faire du vélo.
La conception actuelle nécessite de connecter les autocollants à des instruments qui traduisent les ondes sonores réfléchies en images, mais les chercheurs ont déclaré qu’ils pourraient avoir des applications “immédiates” dans leur forme actuelle. Les dispositifs pourraient être appliqués à des patients hospitalisés, par exemple, en visualisant en continu des organes internes sans nécessiter qu’un technicien maintienne une sonde en place.
Si les autocollants pouvaient être conçus pour fonctionner sans fil – un objectif vers lequel l’équipe travaille – ils pourraient être transformés en produits d’imagerie portables que les patients pourraient emporter à la maison depuis le cabinet du médecin ou même acheter dans une pharmacie.
“Nous envisageons quelques patchs collés à différents endroits du corps, et les patchs communiqueraient avec votre téléphone portable, où des algorithmes d’IA analyseraient les images à la demande”, a déclaré l’auteur principal, Xuanhe Zhao, professeur de génie mécanique au MIT. “Nous pensons que nous avons ouvert une nouvelle ère d’imagerie portable – avec quelques patchs sur votre corps, vous pouvez voir vos organes internes.”
Cette recherche a été financée par le MIT, la Darpa, la National Science Foundation, les National Institutes of Health et le US Army Research Office par l’intermédiaire de l’Institute for Soldier Nanotechnologies du MIT. Il a été publié dans La science.
Vous voulez que les meilleures histoires d’ingénierie soient livrées directement dans votre boîte de réception ? Le bulletin d’information sur l’ingénierie professionnelle vous donne des mises à jour vitales sur l’ingénierie la plus avant-gardiste et de nouvelles opportunités d’emploi passionnantes. Pour vous inscrire, cliquez ici.
Le contenu publié par Professional Engineering ne représente pas nécessairement le point de vue de l’Institution of Mechanical Engineers.
