Dans cet article de blog, nous examinerons de plus près comment et pourquoi les diagnostics par ultrasons sont de plus en plus utilisés dans le domaine médical comme une alternative sûre et précise aux limites des rayons X.
Jusqu'à la découverte des rayons X en 1895, personne n'imaginait qu'il serait possible d'observer l'intérieur du corps humain sans bistouri. La tomodensitométrie (TDM), une variante des appareils à rayons X permettant d'observer des coupes transversales du corps humain, constitue une avancée, mais son coût d'achat et d'utilisation est prohibitif, et elle utilise encore des rayons X nocifs pour l'organisme. Les rayons X inquiètent également de nombreuses personnes en raison de leur potentiel cancérigène. Malgré ces inconvénients, les rayons X et la TDM ont joué un rôle important dans le domaine médical. Cependant, avec les progrès technologiques, la recherche d'une alternative inoffensive et abordable s'est poursuivie, et c'est là que l'échographie diagnostique entre en jeu.
Les appareils de diagnostic par ultrasons ont surmonté les inconvénients des rayons X et sont devenus largement utilisés comme moyen économique et sûr d'examiner les parties sensibles du corps, voire le fœtus. Si la technologie échographique initiale fournissait des images 2D simples, elle a depuis évolué vers les technologies 3D et 4D, offrant des images plus précises et plus éclatantes. Cela a permis d'observer plus en détail la croissance du fœtus et les organes internes comme le cœur et le foie, améliorant ainsi considérablement la précision du diagnostic.
Les appareils de diagnostic par ultrasons utilisent le son pour visualiser l'intérieur du corps humain. Alors que les sons normaux sont perceptibles par l'oreille humaine, les ultrasons, dont la fréquence dépasse 20 000 Hz, sont inaudibles. L'utilisation des ultrasons comme outil de diagnostic du corps humain est due à leur courte longueur d'onde, qui les rend très pénétrants et directs, ainsi qu'à leur capacité à visualiser les structures microscopiques en détail. En particulier, les ultrasons sont inoffensifs pour les tissus vivants et peuvent être utilisés en toute sécurité, même lors d'examens répétés, ce qui en fait un outil polyvalent dans de nombreux domaines.
Cet appareil de diagnostic est équipé d'un transducteur piézoélectrique spécialisé pour générer et détecter les ondes ultrasonores. L'élément piézoélectrique, composant central du transducteur, génère de l'électricité sous pression, ce que l'on appelle l'effet piézoélectrique. Lorsque des ondes ultrasonores sont appliquées à l'élément piézoélectrique, la pression de l'air sur celui-ci change, créant un courant alternatif haute fréquence dû à l'effet piézoélectrique. Inversement, si une tension alternative haute fréquence est appliquée à l'élément piézoélectrique, celui-ci s'étire périodiquement et génère des ondes ultrasonores, ce que l'on appelle l'effet piézoélectrique inverse. L'élément piézoélectrique joue un rôle important : il génère des ondes ultrasonores dans le transducteur piézoélectrique et détecte les ondes ultrasonores réfléchies. Autrement dit, le transducteur piézoélectrique fait à la fois office de microphone et de haut-parleur.
Pour placer le transducteur piézoélectrique en contact avec la partie du corps à examiner, appliquez du gel sur la zone. Cela permet d'éliminer la couche d'air entre le transducteur et la peau, minimisant ainsi la perte d'ondes sonores due aux réflexions. La qualité des images obtenues par échographie dépend fortement des facteurs qui influencent la réflexion et l'absorption des ondes ultrasonores, et l'utilisation de transducteurs piézoélectriques et de gel joue un rôle essentiel dans ce processus. Les ondes ultrasonores émises par le transducteur piézoélectrique traversent différents tissus biologiques à des vitesses différentes et sont partiellement réfléchies lorsqu'elles franchissent l'interface entre eux. L'intensité des ondes ultrasonores réfléchies vers le transducteur piézoélectrique est affaiblie par la densité et l'épaisseur plus importantes du tissu traversé. Les ondes ultrasonores réfléchies dans les différentes couches de chaque tissu ou organe génèrent des signaux électriques alternatifs d'intensités variables à différents moments lorsque le transducteur piézoélectrique est en mode réception. Un ordinateur analyse l'intensité et la latence de ces signaux électriques et produit une image sur l'écran.
Un autre avantage des appareils de diagnostic à ultrasons réside dans leur large utilisation dans divers domaines médicaux. En obstétrique et en gynécologie, ils permettent de vérifier la santé du fœtus, de surveiller le cœur et la circulation sanguine. L'échographie abdominale est devenue un outil essentiel pour contrôler la santé du foie, des reins, du pancréas, etc. Ainsi, les appareils de diagnostic à ultrasons constituent un moyen rapide et précis de déterminer l'état de santé de divers organes et tissus sans se soucier des radiations, et ont gagné la confiance des professionnels de santé et des patients.
Les dauphins plongent dans des eaux obscures et les chauves-souris dans des grottes plongées dans l'obscurité totale pour générer des ultrasons et détecter les ondes sonores qui rebondissent sur les objets afin d'en reconnaître la forme et l'emplacement. Les appareils de diagnostic par ultrasons sont une réussite de la technologie biomimétique, reproduisant les capacités étonnantes de ces animaux. Grâce aux progrès technologiques, les diagnostics par ultrasons donneront naissance à de nouvelles innovations et joueront un rôle encore plus important dans la protection de la santé humaine.
