Comment se fait la chirurgie par ultrasons?

Abid Ullah, privé de sommeil

La chirurgie par ultrasons a toujours été possible, le seul problème était la précision. Cela a été résolu maintenant avec une nouvelle technologie connue sous le nom d'imagerie de température par résonance magnétique. Lors de la chirurgie par ultrasons, le point focal est d'abord testé à l'aide d'une onde ultrasonore de test de faible amplitude qui élève légèrement la température. L'imagerie de température à résonance magnétique détecte ensuite la région de température élevée, qui est ensuite utilisée pour déterminer exactement où se situe l'échographie dans le corps.

[La plupart (tous) de mes réponses ci-dessous sont extraites ou paraphrasées du livre MRI-Guided Focused Ultrasound Surgery [1]]

Les ultrasons sont créés en appliquant une tension radiofréquence (RF) à un matériau piézoélectrique (matériau qui se contracte et se dilate proportionnellement à la tension appliquée). Cet élément piézoélectrique est logé dans un transducteur qui produit des ondes ultrasonores longitudinales. Dans le transducteur, l'élément piézoélectrique est une plaque d'épaisseur uniforme. La plaque est reliée au boîtier avec un montage élastique lui donnant la liberté de vibrer. La puissance maximale peut être fournie lorsque le transducteur est utilisé à proximité de sa fréquence de résonance (lorsque l'épaisseur de la plaque est égale à la longueur d'onde / 2). Cependant, une gamme de fréquences peut être utilisée avec des matériaux composites piézoélectriques. Des précautions particulières doivent être prises dans les matériaux utilisés dans un transducteur à ultrasons lorsqu'il est utilisé dans un appareil IRM.

Une onde ultrasonore peut être focalisée par des lentilles (les lentilles acoustiques sont fabriquées à partir de matériaux dont la vitesse du son est différente de celle du moyen de couplage) ou les réflecteurs (les réflecteurs sont plus coûteux que les lentilles), ou en réalisant l'auto-focalisation du transducteur (par focalisation électrique).

La focalisation électrique peut être réalisée en utilisant des réseaux de petits transducteurs pilotés par des signaux RF ayant des retards de phase et une amplitude appropriés, de sorte que les ondes émises par tous les éléments sont en phase au point focal souhaité. La taille de l'élément détermine le volume dans lequel le focus peut être déplacé, car le focus doit se situer dans le volume où tous les faisceaux générés par les éléments se chevauchent. La mise au point à un endroit extérieur à ce volume entraînera des foyers secondaires. Un faisceau d'ultrasons peut être focalisé n'importe où devant le réseau lorsque l'espacement entre les éléments est inférieur ou égal à la longueur d'onde.

Source d'image: Chirurgie par ultrasons focalisée guidée par IRM [1]

Aujourd'hui, le réseau phasé est l'arme de choix en chirurgie par ultrasons (pour ainsi dire).

Effets biologiques de l'échographie

Les ultrasons interagissent avec les tissus à travers le mouvement des particules et la variation de pression associée à la propagation des ondes. Tout d'abord, toutes les ondes ultrasonores perdent continuellement de l'énergie par absorption, ce qui entraîne une augmentation de la température dans les tissus. Si l'élévation de température est suffisamment importante et maintenue pendant une période adéquate, l'exposition provoque des lésions tissulaires. Cet effet thermique qui peut être utilisé pour la coagulation ou l'ablation des tissus est similaire à celui obtenu avec d'autres méthodes de chauffage avec une exposition thermique égale. Deuxièmement, aux amplitudes de haute pression, l'onde de pression peut provoquer la formation de petites bulles de gaz qui concentrent l'énergie acoustique. Une focalisation similaire de l'énergie peut être induite par l'oscillation de petites bulles déjà présentes. Ce type d'interaction entre une onde sonore et un corps gazeux s'appelle la cavitation et peut provoquer une multitude d'effets biologiques dus aux changements de perméabilité de la membrane cellulaire pour détruire complètement les tissus. Enfin, les contraintes et les contraintes mécaniques associées à la propagation des ondes peuvent parfois entraîner des modifications directes dans un système biologique. Les interactions mécaniques entre les ultrasons et les tissus comprennent la force et la pression de rayonnement, le couple de rayonnement et le flux.

Pour plus d'informations, voir cette vidéo TED:

Sources:

[1] Chirurgie par ultrasons focalisée guidée par IRM: http://www.amazon.com/MRI-Guided...

Bernard Racey

Assistante Physique Chirurgicale, 15 ans d'expérience dans toutes les spécialités chirurgicales, avec une expérience ave ...
Les réponses ont été apportées le 26 mars 2017 · L'auteur a 116 réponses et 170.5k réponses vues

Donc, je ne sais pas si vous demandez si l’ultasound peut être utilisé en tant qu’option chirurgicale ou en tant qu’option diagnostique. En chirurgie, nous utilisons l’échographie tout le temps pour localiser une zone d’intérêt pendant la chirurgie, comme une tumeur. Le problème avec l'utilisation des ultrasons, en particulier dans le cerveau, est que le crâne reflète une grande partie des ultrasons, ce qui le rend relativement inutile, sauf si une partie du crâne a été enlevée. remplacer par la suite) une partie du crâne Dans ces circonstances, nous utilisons des ultrasons pour nous aider à réduire la quantité de cerveau perturbé pendant la chirurgie.

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