Nouveaux dispositifs à ultrasons pour l'imagerie médicale et l'imagerie des matériaux
Les appareils à ultrasons, en particulier ceux utilisés dans le domaine médical, sont construits classiquement sur des transducteurs piézoélectriques (pression-électricité) générant des ondes ultrasonores, les variations de pression de l'onde acoustique revenant en écho sont le résultat des propriétés du matériau testé et converties en un courant électrique directement proportionnel à la pression. Les transducteurs ultrasoniques micro-usinés (MUT, pour micromachined ultrasonic transducers) sont les représentants d'une nouvelle génération d'appareils produits à partir des techniques de fabrication des systèmes microélectromécaniques (MEMS) et dont les micromembranes ou films pelliculaires sont actionnés grâce aux forces générées par la transduction piézoélectrique ou capacitive (pMUT et cMUT, respectivement). Les cMUT sont plus adaptés à la fabrication de grandes matrices à large bande passante (la gamme de fréquences utilisable où les ondes sonores peuvent être appliquées et captées) comparé aux pMUT. Une bande passante large est associée usuellement à une plus grande résolution tandis que les gammes plus étroites possèdent typiquement un plus grand pouvoir de pénétration. Les chercheurs européens travaillant dans le cadre du projet Mustwin ont développé cinq prototypes en utilisant deux types de pMUT et deux type de cMUT, les premiers étant dédiés aux essais non-destructifs et les seconds plus spécifiquement conçus pour des sondes acoustiques peu coûteuses et des sondes de fréquences plus élevées pour une utilisation diagnostic. Les chercheurs ont montré que les transducteurs ultrasoniques piézoélectriques micro-usinés fonctionnant en mode épaisseur (TM-pMUT) constituaient un dispositif innovant pour l'imagerie médicale de haute fréquence. L'imagerie intravasculaire comme celle employée en angioplastie pourrait être l'une des applications de ce dispositif avec une sonde échographique microscopique insérée au niveau de l'aine jusqu'aux artères coronaires. Le transducteur ultrasonique micro-usiné capacitif basé sur le nitrure de silicium (SiN-cMUT) s'est révélé le dispositif le plus performant des cinq prototypes en permettant une augmentation de la bande passante tout diminuant le temps de réponse aux variations de pression accoustique. Les appareils du projet Mustwin permettront probablement de réduire les coûts et d'augmenter la fiabilité de la technologie des ultrasons avec des répercussions importantes pour les fabricants de matériel échographique, le domaine des essais non destructifs et le secteur du diagnostic médical.
