L’imagerie matricielle : une innovation pour améliorer la résolution en échographie

Cet article propose une nouvelle manière de focaliser les ondes pour compenser finement les aberrations et éliminer la diffusion multiple en échographie. Basé sur une approche matricielle de la propagation des ondes, ce travail a des applications directes aussi bien pour le diagnostic biomédical en imagerie ultrasonore et microscopie optique, que pour le contrôle non destructif dans l’industrie ou la surveillance sismique ou volcanique en géophysique.

En échographie conventionnelle, les variations de la structure des tissus mous induisent une distorsion des fronts d’onde ultrasonore. Elles floutent l’image et peuvent donc nuire au diagnostic médical. Aussi, des chercheurs et chercheuses de l’Institut Langevin (CNRS/ESPCI Paris-PSL) en collaboration avec la société SuperSonic Imagine ont mis au point une nouvelle méthode d’imagerie échographique non invasive surmontant ces phénomènes d’aberrations. Dans cet article publié dans la revue PNAS, les scientifiques montrent qu’elle compense finement toutes les distorsions qu’une onde focalisée subit durant son parcours dans le tissu étudié, avec une résolution idéale et un contraste optimisé pour chaque pixel de l’image. Cette approche peut être étendue à tout type d’onde qui peut être contrôlée par un réseau multi-capteurs. Les applications pourraient aller du diagnostic biomédical en microscopie optique, à la détection de fissures dans des matériaux industriels en passant par la surveillance de volcans et de zones de failles en géophysique.

Cette méthode d’échographie, dite matricielle, a également fait l’objet d’un article publié récemment dans la revue Physical Review X car elle permet, en outre, l’élaboration de nouveaux modes d’imagerie. Ces travaux ont bénéficié d’une subvention ERC Consolidator (n° 819261, REMINISCENCE) dans le cadre du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne, et ont donné lieu au dépôt d’un brevet par le CNRS, publié en février 2020 (WO2020016250A1).

Référence
W. Lambert, L. A. Cobus, T. Frappart, M. Fink, A. Aubry
Distortion matrix approach for ultrasound imaging of random scattering media
Proc. Nat. Acad. Sci. U.S.A., 201921533, 2020

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