Les appareils à ultrasons, comme les échographes, restent des géants qui pour l’heure ont échappé à la vague de la miniaturisation. Conséquence, ces appareils médicaux coûtent encore très cher – de dizaines à des centaines de milliers d’euros.

 

Fabrication et test de transducteurs ultrasonores capacitifs micro-usinés à base de polymères pour l’imagerie médicale

Mais voici que des ingénieurs canadiens ont mis au point un nouveau type d’appareil de ce type, de la taille d’un pansement. Et son prix devrait défier toute concurrence.

De façon générale, les machines à ultrasons utilisent des cristaux piézoélectriques comme transducteurs. Ils changent rapidement de forme en réponse à un courant électrique et émettent des vibrations en conséquence. Ces vibrations, ou ondes sonores, sont émises dans le corps jusqu’à ce qu’elles atteignent une limite et soient renvoyées. Les mêmes cristaux convertissent les ondes sonores en retour en courant électrique, qui à leur tour peut être traités sous forme d’image.

Des sonogrammes aussi nets, sinon plus précis

Les scientifiques de l’Université de la Colombie-Britannique (UBC) ont mis au point une nouvelle technologie qui pourrait rendre l’utilisation de la technologie ultrasonore plus simple et moins coûteuse. Cette innovation repose sur l’utilisation de résine polymère à la place des cristaux piézoélectriques. Cette résine est utilisée pour fabriquer de minuscules tambours vibrants appelés polyCMUTs, qui servent de transducteurs.

« Les tambours transducteurs sont généralement fabriqués à partir de matériaux en silicium rigide qui nécessitent des procédés de fabrication coûteux et dans un environnement très contrôlé, ce qui limite leur utilisation en ultrasons » explique Carlos Gerardo, auteur de l’étude pour UBC. « Grâce à l’utilisation de résine polymère, nous avons pu produire des polyCMUTs en moins d’étapes de fabrication qu’auparavant, en utilisant moins d’équipement. Ce qui nous a permis de réaliser d’importantes économies de coûts ».

L’équipe de recherche assure que ce nouveau dispositif a généré des sonogrammes aussi nets, sinon plus précis, que les transducteurs piézoélectriques. Un point essentiel puisque les ultrasons sont utilisés dans le domaine médical dans le diagnostic, mais aussi le traitement de différentes affections.

La miniaturisation propose de nouveaux usages

A des fins de diagnostic, les ultrasons sont employés par l’échographie et par le Doppler. Dans un but thérapeutique, les ultrasons sont utilisés pour fragmenter des calculs, surtout urinaires, par voie externe, avec une technique appelée lithotripsie.

Surtout, l’équipement mis au point par les chercheurs est embarqué dans un dispositif de la taille d’un pansement. L’appareil nécessite peu d’énergie pour fonctionner et est flexible. Ce qui signifie qu’il pourrait permettre de nouvelles possibilités dans le domaine médical. Voire être intégré dans des vêtements. « Comme notre transducteur n’a besoin que de 10 volts pour fonctionner, il peut être alimenté par un smartphone » explique Carlos Gerardo. « Et contrairement aux sondes à ultrasons rigides, notre transducteur a le potentiel pour être intégré dans un matériau flexible qui peut être enroulé autour du corps pour un balayage plus facile et des vues plus détaillées, et sans augmenter considérablement les coûts ».

D’autres innovations récentes dans le domaine permettent de mettre sur le marché des appareils au coût de 2.000 dollars. Ces machines permettent d’afficher des images d’échographie sur un iPhone.

Sur la voie des prototypes

Les chercheurs de l’Université de la Colombie-Britannique, cependant, affirment que leur technologie pourrait faire baisser le prix à 100 euros. Ils cherchent actuellement à réaliser des prototypes pour explorer les diverses utilisations potentielles de cette nouvelle technologie. Et ce avant de procéder à des essais cliniques. « Vous pourriez miniaturiser ces transducteurs et les utiliser pour examiner l’intérieur de vos artères et de vos veines » explique Robert Rohling, coauteur de l’étude. « Vous pourriez aussi les coller sur votre poitrine et faire un outil de surveillance continue de votre cœur au quotidien. Cela ouvre quantité de possibilités différentes. »

Sans compter les autres applications, non médicales, des ultrasons.

La recherche a été publiée dans la revue Nature Microsystems Nanoengineering.

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Source:ZDNet News