Equipe Physique des Ondes pour la Médecine

Ondes Elastiques, Ultrasons et Résonance Magnétique

L'équipe E.P.O.M est un groupe de physiciens travaillant au Laboratoire Ondes et Acoustique (CNRS UMR 7587) dans le domaine de la physique des ondes pour les applications en imagerie et thérapie médicales. Son principal axe de recherche consiste à développer de nouvelles techniques d'imagerie pour la prévention et le diagnostic basées sur les technologies ultrasonores, optiques et de résonance magnétique.

De nouveaux outils pour la prévention, le diagnostic et la thérapie

Nous développons depuis plusieurs années de nouvelles techniques pour l'imagerie médicale et la thérapie extracorporelle basées sur l'utilisation d'ondes ultrasonores. Pour cela, nous avons été amené à réaliser plusieurs plateformes ultrasonores très originales qui permettent de valider in vitro puis in vivo ces nouvelles approches. L'acquisition récente à l'ESPCI d'un système IRM 7 Tesla ainsi que l'accès à un système IRM 1.5 Tesla corps entier a étendu notre champ d'investigation au domaine de l'imagerie par résonance magnétique ainsi qu'au couplage entre ondes ultrasonores, ondes élastiques et résonance magnétique. Enfin, une collaboration forte s'est mise en place avec l'équipe de C. Boccara au Laboratoire d'Optique physique de l'ESPCI sur les thèmes de l'Acousto-optique et de l'Opto-acoustique.

Imagerie et Thérapie ultrasonores du cerveau La focalisation ultrasonore transcrânienne est complexe en raison des distortions induites par l'os sur l'onde au cours de sa propagation. Après avoir démontré qu’il était possible de corriger ces distortions par une technique de focalisation adaptative généralisant le concept du retournement temporel aux milieux absorbants, l’E.P.O.M. a développé le premier prototype de thérapie non intrusive du cerveau par ultrasons.

Imagerie d'élasticité du corps humain par palpation ultrasonore Ce thème concerne une technique d’imagerie des paramètres viscoélastiques des tissus mous comme aide au diagnostic du cancer d'organes tels que le sein ou le foie. Nous avons proposé une solution originale basée sur la réalisation d’un échographe ultra-rapide (5000 Hz) et une palpation ultrasonore à distance. On image les mouvements engendrés par les ondes de cisaillement résultantes qui se propagent dans nos organes en un temps très court et portent une information sur l’élasticité locale des tissus.

Imagerie par Résonance Magnétique Multi-échelle En comparant les mesures non invasives des propriétés viscoélastiques des tissus sur différents systèmes de mesure basées sur les modalités ultrasons ou IRM, nous cherchons à comprendre le lien entre les propriétés viscoélastiques au niveau cellulaire et au niveau macroscopique de l’organe entier. Cette étude rhéologique multiéchelle allant d'un IRM 7 Tesla petit animal à l'élastographie par échographie ultrarapide permettra de connaitre la pertinence clinique de paramètres tels que l'élasticité, la viscosité ou l'anisotropie de cisaillement.

Systèmes mixtes Imagerie/Thérapie pour le traitement du cancer Nous développons des systèmes de thérapie par ultrasons avec «monitoring» du traitement, plus particulièrement pour l’abdomen (foie et rein), dont la grande originalité consiste en une approche «tout ultrasons». La sonde composée de centaines de transducteurs piezo-électriques est capable à la fois de nécroser à distance les tissus sur des tailles millimétriques, mais aussi d’imager au cours du traitement les changements d’élasticité et température , ou encore de corriger en temps réel les mouvements indésirables de l'organe.