lundi, 25 octobre 2021
La microscopie de localisation ultrasonore pour voir la circulation sanguine comme jamais dans le cerveau
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 de localisation ultrasonore qui vient d’être utilisée pour la première fois pour visualiser la circulation sanguine cérébrale de façon dynamique à l’échelle du capillaire sanguin. Cette possibilité nouvelle de voir les flux sanguins de manière ultrarapide de ultra précise ouvre la porte à une meilleure compréhension de l’irrigation du cerveau et des problèmes qui peuvent y survenir, comme les anévrismes.
Ayant repris mes conférences sur le cerveau et étant serré dans le temps 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 à Polytechnique Montréal qui travaille avec la microscopie de localisation ultrasonore au niveau du cœur, on apprend ainsi que :
« Cette technique repose sur une injection de très petites bulles, déjà utilisées aujourd’hui par les médecins pour mieux voir le sang en échographie cardiaque. Entraînées par le flux sanguin, ces bulles parcourent tout l’organisme pendant une dizaine de minutes. Pendant ce temps, un échographe enregistre des milliers d’images du cerveau par seconde, 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 sanguine ? Après une recherche rapide, il semblerait que non vu la très petite quantité injectée en terme de volume. Cet article parle en effet d’un volume d’air total de moins de 200 microlitre, dont la sécurité serait comparable à d’autres agents de contraste utilisés en imagerie médicale. 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 sonores de très haute fréquences que sont les ultrasons. Et cela, je l’ai appris en écoutant ce bon petit vidéo de quatre minutes produit par le Laboratoire Physique pour la Médecine de l’Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm) en France.
L’article scientifique 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, les chercheurs ont dû trouver comment corriger de nombreuses perturbations susceptibles de brouiller le signal, 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, et qui les complète fort bien étant donné son caractère non invasif, impliquant aucun rayonnement, et d’un coût plus raisonnable que les grosses machines d’IRM.
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