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12 Mar, 2024

Une montre d’imagerie du flux sanguin vous permet de voir l’intérieur de votre corps en déplacement

Une montre d’imagerie du flux sanguin vous permet de voir l’intérieur de votre corps en déplacement

La technologie d’imagerie photo acoustique haute résolution a été réduite pour tenir dans une montre.

Les systèmes d’imagerie photo acoustique donnent un aperçu à haute résolution de l’intérieur du corps, mais ils sont encombrants. Des chercheurs ont mis au point une version miniaturisée qui tient dans une montre et dont le matériel est contenu dans un sac à dos du même poids qu’un bébé de cinq mois. L’appareil est un moyen non invasif de mesurer le fonctionnement du cœur.

En termes simples, l’imagerie photo acoustique fonctionne de la manière suivante. Tout d’abord, un objet absorbe la lumière, en l’occurrence des impulsions laser. L’énergie optique absorbée est convertie en chaleur, ce qui entraîne une augmentation de la température. Ensuite, l’expansion thermoélastique entraîne l’émission d’ondes sonores détectables. La différence entre l’échographie et l’imagerie photo acoustique est que la première identifie l’anatomie, tandis que la seconde permet d’obtenir des images fonctionnelles et structurelles à plus haute résolution.

Comme l’imagerie photo acoustique peut pénétrer les tissus jusqu’à une profondeur de 2 à 3 cm, elle a été utilisée pour scanner les vaisseaux sanguins et estimer les niveaux d’oxygénation du sang (saturation en oxygène), ainsi que pour diagnostiquer les affections cutanées et le cancer. Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies du Sud (SUSTech), en Chine, ont mis au point un dispositif d’imagerie photo acoustique suffisamment petit pour tenir dans une montre.

« Bien que l’imagerie photo acoustique soit extrêmement sensible aux variations hémodynamiques, les difficultés de miniaturisation et d’optimisation de l’interface d’imagerie ont limité le développement de dispositifs photo acoustiques portables », explique Lei Xi, auteur correspondant de l’étude décrivant le nouveau système des chercheurs. « À notre connaissance, il s’agit du premier dispositif photo acoustique portable adapté aux applications de soins de santé. »

La montre photo acoustique peut capturer des images haute résolution des vaisseaux sanguins de la peau

L’hémodynamique est la dynamique du flux sanguin. L’enregistrement des paramètres hémodynamiques tels que la fréquence cardiaque, la pression artérielle et la saturation en oxygène permet de mesurer le bon fonctionnement du cœur.

Le dispositif des chercheurs se compose d’une montre dotée d’une interface d’imagerie, d’un ordinateur de poche et d’un sac à dos contenant le laser et l’alimentation électrique (le sac à dos pèse 7 kg). Il est conçu pour permettre au porteur de se déplacer librement. La résolution de 8,7 µm est suffisante pour obtenir une image de la plupart des minuscules vaisseaux sanguins de la peau dans un champ de vision maximal d’environ 3 mm de diamètre.

Des volontaires ont porté le dispositif photo acoustique pour le tester dans différentes conditions, par exemple en marchant ou lorsqu’un brassard bloquait temporairement la circulation sanguine dans le bras. Les tests ont démontré que le système était utilisable, compact et suffisamment stable pour permettre de se déplacer librement.

Le sac à dos abrite l’alimentation laser et la source d’énergie de l’appareil et pèse 7 kg

« Les systèmes d’imagerie miniaturisés portables tels que celui que nous avons mis au point pourraient être utilisés par les centres de santé communautaires pour le diagnostic préliminaire des maladies ou pour la surveillance à long terme des paramètres liés à la circulation sanguine en milieu hospitalier, ce qui permettrait d’obtenir des informations précieuses pour le traitement de diverses maladies », a déclaré Lei Xi. « Avec un développement plus poussé, ce type de système pourrait également être utile pour la détection précoce d’affections cutanées telles que le psoriasis et le mélanome, ou pour l’analyse des brûlures ».

Les chercheurs travaillent à la création d’un système doté d’une source laser encore plus petite et d’un taux de répétition des impulsions plus élevé, ce qui rendrait le système plus compact et plus léger tout en améliorant la sécurité et la résolution. À terme, cela implique l’abandon du sac à dos.

« Étant donné le développement rapide de la technologie moderne des diodes laser et de la technologie de l’information électronique, il devrait être tout à fait possible de développer une montre photo acoustique plus avancée et plus intelligente qui ne nécessite pas de sac à dos », précise Lei Xi.

Les chercheurs cherchent également à améliorer leur appareil pour qu’il puisse résister à des activités physiques plus intenses comme la course et le saut. Ils souhaitent également intégrer davantage de paramètres hémodynamiques, notamment une évaluation qualitative du nombre et du volume des vaisseaux sanguins, ce qui permettrait d’utiliser le système pour le diagnostic précoce du cancer et des maladies cardiovasculaires.

https://opg.optica.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-49-6-1524

https://www.optica.org/about/newsroom/news_releases/2024/march/wearable_tech_captures_real-time_hemodynamics_on_the_go/