L’autocollant à ultrasons doit encore être perfectionné pour devenir sans fil.
Des ingénieurs du MIT ont conçu un minuscule autocollant capable de fournir des images échographiques continues des organes internes pendant 48 heures. Cette innovation est un pas vers un avenir où les autocollants pourraient suivre sans fil la santé des muscles pendant les entraînements ou le développement du fœtus pendant la grossesse.
L’échographie est peut-être la forme d’imagerie médicale la plus sûre et la plus utilisée. Pourtant, elle nécessite toujours une visite chez le médecin et un équipement encombrant.
Tous ceux qui ont subi une échographie connaissent bien la projection d’un gel épais et froid sur leur peau avant l’application de la sonde. Ce gel est nécessaire pour que les ondes ultrasonores soient clairement transmises de la sonde aux organes internes et inversement. Avec le temps, ce gel peut sécher ou s’écouler sur la peau, ce qui nécessite une réapplication constante pour les procédures d’échographie plus longues.
L’une des plus grandes innovations de ce développement du MIT est la création d’un hydrogel qui est encapsulé dans une fine membrane élastomère. Cela crée un matériau parfaitement extensible et élastique qui peut se poser sur la peau tout en transmettant efficacement les ondes ultrasonores.
« L’élastomère empêche la déshydratation de l’hydrogel », explique Xiaoyu Chen, co-auteur principal. « Ce n’est que lorsque l’hydrogel est fortement hydraté que les ondes acoustiques peuvent pénétrer efficacement et donner une imagerie haute résolution des organes internes. »
L’autre partie du dispositif contient un réseau rigide de centaines de minuscules transducteurs à ultrasons. Le co-auteur principal, Chonghe Wang, a déclaré que cette association d’un réseau dense de transducteurs avec l’hybride extensible d’élastomère et d’hydrogel permet à l’autocollant d’imager de manière constante les organes internes sur de longues périodes.
« Cette combinaison permet au dispositif de se conformer à la peau tout en maintenant l’emplacement relatif des transducteurs pour générer des images plus claires et plus précises », a déclaré Chonghe Wang.
Une nouvelle étude publiée dans la revue Science décrit le dispositif testé dans toute une série d’applications, du jogging à l’haltérophilie. Cette étude a démontré l’extraordinaire potentiel du nouveau dispositif pour fournir des images par ultrasons des activités humaines d’une manière encore jamais vue.
À l’aide de l’appareil, les chercheurs ont pu observer un estomac se dilater puis se rétrécir pendant qu’un volontaire buvait un verre de jus. D’autres tests ont montré comment l’appareil peut surveiller les muscles lorsqu’une personne soulève des poids, ce qui pourrait permettre d’informer le porteur de l’appareil lorsqu’il doit arrêter de faire de l’exercice avant que des dommages ne soient causés.
« Avec l’imagerie, nous pourrions être en mesure de capturer le moment d’une séance d’entraînement avant la surutilisation, et d’arrêter avant que les muscles ne deviennent douloureux », a spéculé Xiaoyu Chen. « Nous ne savons pas encore quand ce moment pourrait se produire, mais nous pouvons maintenant fournir des données d’imagerie que les experts peuvent interpréter. »
Pour l’instant, le dispositif n’est pas sans fil, mais même sous sa forme actuelle, les chercheurs suggèrent qu’il existe des applications immédiates dans le monde réel. Les hôpitaux pourraient actuellement l’utiliser pour le suivi en temps réel des patients cardiaques, par exemple.
Mais le potentiel futur de ce type d’appareil est plus excitant. L’équipe travaille actuellement à faire fonctionner l’appareil sans fil, de sorte qu’il pourrait communiquer avec une application pour smartphone. Les autocollants à ultrasons pourraient être produits pour un grand nombre d’utilisations, du suivi de l’exercice physique à la surveillance à long terme de tumeurs suspectes. Les grossesses pourraient même être suivies en temps réel depuis la maison.
« Nous imaginons quelques patchs collés à différents endroits du corps, qui communiqueraient avec votre téléphone portable, où des algorithmes d’IA analyseraient les images à la demande », a déclaré l’auteur principal Xuanhe Zhao. « Nous pensons avoir ouvert une nouvelle ère de l’imagerie portable : Avec quelques patchs sur votre corps, vous pourriez voir vos organes internes. »
