Les ingénieurs du MIT créent des ultrasons laser

Les ingénieurs du MIT ont mis au point une nouvelle approche de l’imagerie médicale à la fois non invasive et sans intervention du patient. À l’aide de lasers, ils peuvent regarder sous la surface de la peau sans aucun contact physique requis, améliorant les limites de l’équipement comme les échographes.

Il existe une myriade de techniques et de machines que les médecins et les professionnels de la santé peuvent utiliser pour regarder à l’intérieur du corps humain avant d’avoir à recourir à la chirurgie exploratoire invasive, mais ils ont chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Des expositions répétées à des appareils à rayons X peuvent entraîner des rayonnements malsains, tandis que la tomodensitométrie (ou TDM) oblige les patients à rester immobiles dans un tube métallique claustrophobe, bruyant et généralement désagréable. L’échographie est l’une des approches les plus simples, mais même elle a ses limites car une baguette émettant des ondes sonores doit être physiquement pressée contre la peau pour qu’elle fonctionne. Cela peut parfois être exclu comme une option, comme avec des patients qui se remettent de brûlures graves.

Dans un article publié hier dans le journal Lumière: science et applications, les ingénieurs du MIT expliquent comment ils ont développé un système qui imite les capacités d’une machine à ultrasons, mais en utilisant des lasers qui, au moins dans sa forme actuelle, fonctionnent à une distance pouvant aller jusqu’à un demi-mètre d’un patient. Les lasers peuvent être aussi inoffensifs qu’un pointeur qui projette un point rouge sur un diaporama, ou aussi dangereux qu’un pistolet de détatouage qui peut faire frire un appareil photo numérique. Les chercheurs du MIT se sont installés sur une longueur d’onde de 1 550 nanomètres, qui est facilement absorbée par l’eau mais est également sans danger pour la peau et les yeux humains.

Étant donné que la peau est principalement constituée d’eau, lorsque le laser cible un patient, il est absorbé et se réchauffe doucement, ce qui provoque à son tour l’expansion de l’eau dans la peau. En pulsant le faisceau laser, l’expansion et la contraction de l’eau dans la peau peuvent être contrôlées, créant une oscillation régulière qui crée des ondes sonores, tout comme la surface d’un haut-parleur réagit aux signaux électriques. Ces ondes sonores se propagent ensuite à travers le corps de la même manière que les ondes sonores de la baguette d’une machine à ultrasons.

Mais au lieu d’utiliser un microphone pour détecter comment ces ondes sonores rebondissent sur les éléments internes du corps, les ingénieurs du MIT ont utilisé un deuxième laser qui sert de détecteur de mouvement sensible. Au fur et à mesure que les ondes sonores interagissent avec différents types de tissus lors de leur déplacement dans le corps, elles rebondissent avec différentes intensités et fréquences qui créent des vibrations à la surface de la peau qui peuvent être détectées et mesurées. Ces mesures sont ensuite fortement traitées par le biais de logiciels et d’algorithmes, ce qui produit une image de ce qui se trouve en dessous.

Comme avec les techniques d’échographie plus traditionnelles, le système à base de laser est actuellement limité à l’imagerie d’un patient à une profondeur d’environ six centimètres sous la surface de la peau. Et comme le révèlent certains des tests précédents avec un objet métallique intégré dans un moule en gélatine, la fidélité des lasers ne correspond pas tout à fait aux capacités d’imagerie des échographes existants. Cependant, les chercheurs ont ensuite testé leur approche à l’aide de tissus animaux et, éventuellement, de sujets humains, et ont constaté que les lasers étaient capables de distinguer des caractéristiques subtiles telles que les différences entre les os, les dépôts graisseux et les muscles.

Les chercheurs cherchent à améliorer encore les capacités de ce système, notamment en améliorant sa résolution afin que des caractéristiques tissulaires encore plus fines puissent être imagées et en miniaturisant le matériel afin qu’il puisse un jour être utilisé comme solution d’imagerie portable. Et comme il n’y a aucun contact physique, il est possible d’administrer des échographies au laser sans qu’un technicien hautement qualifié puisse manier la baguette, ouvrant la voie à leur réalisation à domicile dans le cadre d’une routine de contrôle quotidienne.

Dans le même temps, la nouvelle technique soulève certaines préoccupations car elle signifie qu’une personne pourrait théoriquement être examinée physiquement sans aucune interaction physique réelle, et potentiellement à son insu. L’idée de marcher dans un tunnel rempli de laser qui analyse votre corps à l’intérieur et à l’extérieur ressemble à de la science-fiction, mais comme cette technique est encore améliorée et raffinée, il semble qu’elle puisse devenir un moyen pour quelqu’un d’évaluer votre santé sans vous le savez même.