Une nouvelle approche améliore la résolution des échographies
L’échographie utilise la réflexion des ondes pour produire des images de tissus mous à l’intérieur de notre organisme. Toutefois, des variations inhérentes de la structure des tissus mous peuvent déformer les fronts d’ondes ultrasonores conventionnelles, provoquant ainsi des images floues inévitables qui peuvent s’avérer néfastes pour le diagnostic médical. Avec le soutien des projets REMINISCENCE et SMART, financés par l’UE, une équipe de chercheurs a mis au point une nouvelle méthode échographique non invasive qui surmonte ce problème de dégradation de la qualité de l’image. Les chercheurs ont adopté une approche matricielle universelle pour l’imagerie par ondes, contrôlée par un réseau multicapteurs. Les précisions concernant leur technique ont été publiées dans la revue «Physical Review X» (PRX). De même, les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue «Proceedings of the National Academy of Sciences» (PNAS). Dans ce dernier article, un communiqué de presse écrit par le Centre national de la recherche scientifique (CNRS), hôte du projet REMINISCENCE et coordinateur du projet SMART, fait remarquer que «les scientifiques ont démontré la manière dont cette nouvelle méthode peut subtilement compenser les déformations subies par une onde focalisée lorsqu’elle traverse le tissu à l’étude, avec une résolution idéale et un contraste optimisé dans chaque pixel de l’image».
Diverses applications
Le communiqué de presse du CNRS ajoute: «Les applications vont du diagnostic biomédical à la microscopie optique, en passant par la détection de fissures dans des matériaux industriels, ainsi que la surveillance de volcans et de zones de failles en géophysique.» Dans l’article de la revue PRX, les chercheurs soulignent le fait que le potentiel de leurs travaux va au-delà de l’échographie. «La validation de principe expérimentale est effectuée avec des ondes ultrasonores, mais cette approche peut être appliquée à n’importe quel domaine de la physique des ondes pour lequel est disponible une technologie à éléments multiples. Elle repose sur le fait que la formation de faisceaux focalisés permet la synthèse, dans l’émission et la réception, d’un ensemble de transducteurs virtuels pouvant cartographier tout le milieu à imager.» Les scientifiques concluent que leur approche matricielle «pourrait être appliquée à toute sorte de systèmes dans lesquels les ondes d’émission et de détection peuvent être modifiées de manière contrôlable». Ils estiment que cette nouvelle méthode a «des répercussions prévisibles immédiates dans la physique des ondes, notamment dans la microscopie optique, les radars et la sismologie». Le projet REMINISCENCE (REflection Matrix ImagiNg In wave SCiENCE) en cours, qui a soutenu cette étude, prendra fin en mai 2024. Il a été lancé dans l’objectif ultime de développer «une théorie de l’information sur l’imagerie par ondes», comme l’explique la fiche descriptive du projet. Outre «les applications directes en imagerie, ce projet fournira également une tomographie à haute résolution de la vitesse des ondes et un outil prometteur de caractérisation fondé sur la quantification de la diffusion multiple». Le projet SMART (Scattering Matrix Approach in Reflection applied to Turbid media) s’est déroulé entre 2017 et 2019. Il s’est concentré sur «la diffusion multiple et la déformation des ondes classiques, en vue d’améliorer l’imagerie et la caractérisation de matériaux biologiques complexes», comme indiqué sur CORDIS. Les partenaires du projet estiment que les approches à l’imagerie utilisées dans le cadre de SMART ont contribué à améliorer l’imagerie biologique dans des domaines tels que l’imagerie de l’œil humain et de la peau. «Nous avons introduit notamment de nouvelles modalités d’imagerie, où un critère de focalisation permet une tomographie à indice de réfraction et une quantification de la diffusion multiple.» Pour plus d’informations, veuillez consulter: projet REMINISCENCE projet SMART
Mots‑clés
REMINISCENCE, SMART, échographie, imagerie matricielle, diagnostic biomédical