Une récente découverte pourrait sonner le glas de l’endoscopie. Maysam Chamanzar et Matteo Giuseppe Scopelliti, respectivement professeure assistante et doctorant à l’université Carnegie Mellon de Pittsburgh aux Etats-Unis, ont développé une méthode d’imagerie par ultrasons qui a pour but de remplacer l’endoscopie. Leurs apports ont été publiés dans la revue Light : Science & Applications. 

L’endoscopie est la méthode la plus fréquemment utilisée dans l’imagerie médicale, notamment pour le diagnostic de maladies des poumons, du colon, de la gorge ou des intestins. Durant cette procédure, les médecins insèrent un endoscope, un long tube au bout duquel sont installées une caméra et une lampe, dans une petite ouverture (la bouche ou une incision faite par un chirurgien). 

L’endoscopie est une méthode invasive et douloureuse qui peut laisser des séquelles comme une sédation importante, des crampes, des douleurs chroniques voire parfois une perforation des tissus et des hémorragies internes. 

Remplacer la lentille optique physique par une lentille virtuelle

Les deux chercheurs expliquent dans leur papier que les tissus du corps humain, étant épais et opaques, limitent les possibilités en termes d’imagerie médicale. Les tissus sont faits de particules larges et de membranes, ce qui restreint la portée et la résolution de l’imagerie optique. “En particulier dans le domaine infrarouge visible du spectre,” expliquent les deux chercheurs.

Cette nouvelle technique, au contraire, utilise des ultrasons pour concevoir une “lentille virtuelle” dans le corps plutôt que d’y insérer une lentille physique. Le médecin peut ensuite ajuster cette lentille en “changeant la pression des ultrasons à l’intérieur du médium” et prendre des photos en profondeur qui n’étaient pas accessibles auparavant par des techniques non effractives. 

“Lorsque les vagues d’ultrasons se propagent dans le médium, elles altèrent sa densité et donc son index local de réfraction, expliquent les chercheurs. Le médium est compressé dans les régions à haute pression et donc à haute densité, tandis qu’il est raréfié dans les zones à pression négatives où la densité local est réduite.”

De plus, ajuster et reconfigurer les ultrasons de l’extérieur permet de déplacer la lentille à l’intérieur du médium à travers plusieurs régions du tissus et ainsi prendre des images à différents niveaux de profondeur.

Une méthode qui pourrait "révolutionner l’imagerie biomédicale"

Cette méthode pourrait être utilisée dans l’imagerie cérébrale, dans le diagnostic de maladies de la peau et dans l’identification de tumeurs dans différents organes et pourrait s’accompagner d’un outil à tenir en main ou d’un patch sur la peau. 

En l’appliquant simplement sur la peau, les professionnels de santé pourrait obtenir des images internes sans les effets secondaires potentiels et la douleur de l’endoscopie. 

“Etre capable de relayer des images d’organes comme le cerveau sans avoir besoin d’insérer des composants optiques donne une alternative importante à l’implantation d’endoscopes dans le corps, explique Maysam Chamanzar. Cette méthode peut révolutionner le domaine de l’imagerie biomédicale.”