La microscopie de localisation ultrasonore pour voir la circulation sanguine comme jamais dans le cerveau

Publié par Adrien le 27/10/2021 à 09:00
Source: ASP
Les techniques d'imagerie qui permettent de voir différents aspects du cerveau humain, tant anatomiques que physiologiques, chez des sujets vivants sont autant d'exploits technologiques que d'inventivité scientifique. On en a un nouvel exemple avec la microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique...) de localisation ultrasonore qui vient d'être utilisée pour la première fois pour visualiser la circulation sanguine (La circulation sanguine est un type de système circulatoire en circuit fermé qui assure...) cérébrale de façon dynamique (Le mot dynamique est souvent employé désigner ou qualifier ce qui est relatif au mouvement. Il...) à l'échelle du capillaire sanguin. Cette possibilité nouvelle de voir les flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments...) sanguins de manière ultrarapide de ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport...) précise ouvre la porte à une meilleure compréhension de l'irrigation (L’irrigation est l'opération consistant à apporter artificiellement de l’eau à des...) du cerveau (Le cerveau est le principal organe du système nerveux central des animaux. Le cerveau traite...) et des problèmes qui peuvent y survenir, comme les anévrismes.


Ayant repris mes conférences sur le cerveau et étant serré dans le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de ce côté cette semaine, je me contenterai de citer deux sources qui expliquent bien les bases de la technique en question (merci à André Dufresne pour m'avoir signalé la première). Dans l'article de Chloé Bourquin, doctorante en génie biomédical (Le génie biomédical est une branche de l’ingénierie visant au contrôle des systèmes...) à Polytechnique Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande...) qui travaille avec la microscopie de localisation ultrasonore au niveau du coeur, on apprend ainsi que:

"Cette technique repose sur une injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) de très petites bulles, déjà utilisées aujourd'hui par les médecins pour mieux voir le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) en échographie cardiaque. Entraînées par le flux sanguin, ces bulles parcourent tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) l'organisme pendant une dizaine de minutes ( Forme première d'un document : Droit : une minute est l'original d'un...). Pendant ce temps, un échographe enregistre des milliers d'images du cerveau par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...), comme un appareil photo prendrait une série de clichés en rafale. De puissants calculs sont ensuite lancés pour localiser et suivre chaque bulle d'une image à l'autre, le long des vaisseaux sanguins. À la fin, toutes ces bulles additionnées permettent de constituer une carte extrêmement détaillée du flux sanguin dans le cerveau. Cette méthode utilisant les ultrasons permet de localiser les bulles, pour visualiser les vaisseaux sanguins à une échelle microscopique: d'où son nom, microscopie de localisation ultrasonore."

Lisant cela, une question vous est peut-être venue à l'esprit comme moi: ce n'est pas dangereux d'injecter ainsi des bulles dans la circulation (La circulation routière (anglicisme: trafic routier) est le déplacement de véhicules automobiles...) sanguine ? Après une recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) rapide, il semblerait que non vu la très petite quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...) injectée en terme de volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension...). Cet article parle en effet d'un volume d'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et...) total ( Total est la qualité de ce qui est complet, sans exception. D'un point de vue comptable, un...) de moins de 200 microlitre, dont la sécurité serait comparable à d'autres agents de contraste utilisés en imagerie médicale (L'imagerie médicale regroupe les moyens d'acquisition et de restitution d'images à partir...). Parce que c'est bien de cela qu'il s'agit: ces microbulles deviennent autant de cibles qui permet aux ultrasons de les localiser. On évite ainsi les images floues typiques des échographies qui utilisent aussi ces ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) sonores de très haute fréquences que sont les ultrasons. Et cela, je l'ai appris en écoutantce bon petit vidéo (La vidéo regroupe l'ensemble des techniques, technologie, permettant l'enregistrement ainsi que la...) de quatre minutes produit par le Laboratoire Physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la...) pour la Médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...) de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) national de la santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) et de la recherche médicale (La recherche médicale se divise en recherche fondamentale et clinique.) (Inserm) en France.

L'article scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) décrivant cette avancée a été publié en mars dernier sous le titre Transcranial ultrafast ultrasound localization microscopy of brain vasculature in patients dans la revue Nature Biomedical Engineering par Charlie Demené et ses collègues. Pour atteindre la résolution d'environ 25 microns dont il est ici question et pour être capable de visualiser ainsi les turbulences sanguine dans de petits anévrismes enfouis dans le cerveau d'un patient (Dans le domaine de la médecine, le terme patient désigne couramment une personne recevant...), les chercheurs ont dû trouver comment corriger de nombreuses perturbations susceptibles de brouiller le signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...), tels que les “micrometric brain-motion artefacts and ultrasonic-wave aberrations induced during transcranial propagation" évoqué dans cet article. Voilà le genre de détail "où se cache le diable" et qui constitue souvent une bonne partie de l'exploit technique.

Voilà donc une autre approche qu'il me faudra ajouter à ma capsule sur l'imagerie cérébrale (L'imagerie cérébrale (dite aussi neuro-imagerie) désigne l'ensemble des techniques...), et qui les complète fort bien étant donné son caractère non invasif, impliquant aucun rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de...), et d'un coût plus raisonnable que les grosses machines d'IRM.
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