Le capteur à ultrasons portable fournit une imagerie cardiaque continue

Un système portable d'imagerie cardiaque par ultrasons pouvant même fonctionner pendant une séance d'entraînement a été développé par des chercheurs du Université de Californie à San Diego. L'équipe espère que le capteur de la taille d'un timbre-poste, capable d'évaluer à la fois la fonction et la structure de la chaleur, rendra l'analyse cardiaque à long terme accessible à une large population.

Selon la British Heart Foundation, rien qu'au Royaume-Uni, 7.6 millions de personnes vivent avec une maladie cardiaque ou circulatoire et quelque 460 personnes en meurent chaque jour. Alors que les maladies cardiaques sont la première cause de décès chez les seniors, elles deviennent également de plus en plus fréquentes chez les jeunes.

"Le cœur subit toutes sortes de pathologies différentes", explique le co-premier auteur et scientifique des matériaux Hongjie Hu. "Qu'il s'agisse d'une contraction forte mais normale des cavités cardiaques entraînant des fluctuations de volumes, ou qu'un problème morphologique cardiaque se soit produit en urgence, la surveillance d'image en temps réel sur le cœur donne une image complète avec des détails saisissants."

Le problème avec l'imagerie cardiaque est que les échocardiogrammes nécessitent généralement des techniciens hautement qualifiés et des appareils de numérisation volumineux, tandis que les tomodensitogrammes et les TEP peuvent être inconfortables pour certains et s'accompagner du facteur supplémentaire d'exposition des patients aux radiations.

De plus, de nombreux problèmes de fonction cardiaque sont intermittents ou ne deviennent apparents que lorsque le corps est en mouvement, notent les chercheurs. Les grands équipements fixes sont mal adaptés à la surveillance à long terme et ne peuvent certainement pas imager les patients en mouvement.

En revanche, déclare le chef de projet et nanoingénieur Sheng Xu, le nouveau capteur peut être porté pendant 24 heures en une seule fois, permettant à "n'importe qui d'utiliser l'imagerie par ultrasons en déplacement".

Au centre du système de Xu et de ses collègues se trouve un patch portable, extensible et adhérent - de 1.9 x 2.2 cm, d'un peu moins d'un millimètre d'épaisseur et aussi doux que la peau - qui émet et reçoit des ondes ultrasonores. Le patch image la structure du cœur en temps réel et avec une haute résolution spatiale et temporelle.

De plus, les algorithmes d'intelligence artificielle intégrés à l'appareil lui permettent de déterminer la quantité de sang que le cœur pompe réellement - une mesure vitale, car le fait de ne pas pomper suffisamment de sang est souvent à l'origine de nombreuses maladies cardiovasculaires.

La conception du patch le rend idéal pour une utilisation sur des corps en mouvement. En tant que co-auteur et nanoingénieur Xiaoxiang Gao notes, il peut être attaché à la poitrine avec une contrainte minimale sur les mouvements du sujet, fournissant même une lecture continue des activités cardiaques avant, pendant et après l'exercice. À l'heure actuelle, le patch doit être connecté à un ordinateur via des câbles, mais les chercheurs affirment avoir développé un circuit sans fil pour supprimer cette limitation.

"Le risque croissant de maladies cardiaques nécessite des procédures de surveillance plus avancées et inclusives", déclare Xu. "En fournissant aux patients et aux médecins des détails plus approfondis, la surveillance continue et en temps réel des images cardiaques est sur le point d'optimiser et de remodeler fondamentalement le paradigme des diagnostics cardiaques."

Spécialiste en imagerie cardiovasculaire Mousse d'Alastair de l'Université de Leicester, qui n'a pas participé à la présente étude, affirme que le système a la capacité de "transformer" la façon dont les médecins surveillent et traitent les maladies cardiaques chez les patients à haut risque. « Une imagerie de haute qualité peut aider à sauver des vies pour les personnes atteintes de maladies cardiaques », dit-il. "Il est étonnant de penser que nous pourrons sortir l'échocardiographie des milieux de soins de santé traditionnels et la placer directement entre les mains des patients."

L'autocollant à ultrasons fournit une imagerie continue des organes internes

Steffen Peterson – un cardiologue de l'Université Queen Mary de Londres, qui n'a pas non plus participé à cette étude – est d'accord, louant en particulier la capacité du patch à fournir des flux de données continus pendant les activités quotidiennes. Il ajoute : "Le potentiel d'une telle technologie en cardiologie est énorme et l'évaluation de la structure et de la fonction cardiaques de cette manière conduira à d'autres inventions et indications cliniques."

Une fois leur étude initiale terminée, Xu et ses collègues cherchent à améliorer la conception du capteur, à miniaturiser son système d'alimentation et à généraliser le modèle d'apprentissage en profondeur afin qu'il puisse être utilisé par une plus grande population de patients. Ils vont également commercialiser la technologie – via leur start-up Softsonics – au cours des prochaines années, avec l'espoir qu'une seule unité coûtera probablement environ 80 $ (66 £).

L'étude est décrite dans Nature.

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• La source: https://physicsworld.com/a/wearable-ultrasound-sensor-provides-continuous-cardiac-imaging/