Rectum
Document: Schéma montrant les fréquences à utiliser en fonction des zones voulant être traitées
Récemment, grâce à sa précision et son caractère non invasif, cette technique a permis de traiter efficacement des tremblements dus à des tumeurs dans le cerveau. Le patient se rase d'abord la tête pour éviter que les cheveux brûlent. Il se met ensuite une structure en métal sur la tête pour éviter qu'elle bouge. Il peut alors se faire traiter par la machine émettrice d'ultrasons, qui est une sorte d’IRM modifié pour détruire la tumeur. Cette technique est encore à l'état expérimental. Cependant selon les neurologues elle pourrait prochainement révolutionner le traitement des tremblements incontrôlables et des maladies telles Parkinson. Voici un reportage de la BBC expliquant en détail le traitement (video en anglais):
Tumeur
Sonde émettrice d'ultrasons
Document: Photographie d'une machine utilisée en esthétique contre le relâchement cutané et les rides.
Propriété Physique
Document: Schéma expliquant le traitement du cancer de la prostate grâce aux ultrasons
Postate atteinte d'une tumeur
Lorsque les ultrasons sont utilisés à forte, voire très forte intensité sur un point, ils peuvent générer de la chaleur de manière brutale et intense. En effet, les ultrasons ont la particularité d'agiter les molécules ce qui crée de la chaleur et de l'énergie. Cette propriété est appelée la HIFU (High Intensity Focused Ultrasound) ou en français, ultrasons focalisés de hautes intensités. Un faisceau d’ultrasons converge sur un point précis pour échauffer les tissus biologiques de manière intense.
Cette propriété des ultrasons permet une destruction des tissus biologiques par chaleur ou par ablation thermique du fait que les ultrasons sont des ondes sonores qui se propagent bien en milieu liquide, solide et gazeux.
Exemple d’utilisation, le cancer de la prostate :
La technique HIFU est principalement utilisée de nos jours pour traiter le cancer de la prostate, le cancer de la prostate étant le 1er cancer chez l’homme en France. Les ultrasons focalisés à haute intensité vont détruire les cellules de la glande sans endommager les tissus environnants. C’est un traitement très efficace car il est rapide, non-invasif ( sans effets secondaires) et très précis (de l’ordre des mm).
Lors d'une HIFU pour traiter le cancer de la prostate, on fait passer une sonde qui émet des ultrasons dans le rectum du patient après une anesthésie générale. Cette sonde sera positionnée de manière à ce que les ultrasons se focalisent sur la prostate qui sera détruite de coup en coup toutes les 5 secondes, il faut environ 300 a 400 coups selon la taille de la prostate tumérale.
Contrairement aux échographies, l'ultrasonothérapie est une forme de traitement délivré par des ondes ultrasonores. Elle consiste en l'émission d'un signal ultrasonore suffisamment fort pour provoquer un échauffement qui peut amener la destruction des cellules.
Le principe physique de l'ultrasonothérapie est la traversée d’une lame de quartz par un courant de haute fréquence. Il y a alors une inversion entre charges positives et négatives. Ce cycle crée une contraction et une détente de la lame engendrant un signal ultrasonore synchrone. C’est ce qu'on appelle la piézoélectricité. La lame se compresse et se dilate plusieurs fois par seconde, ce phénomène provoque des vibrations à très haute fréquence. Les sondes sont donc composées de matériaux piézoélectriques qui peuvent être des cristaux naturels comme le quartz ou la tourmaline, ou bien des cristaux de synthèse comme le titanate de barium ou le sulfate de lithium. Derrière la sonde, on introduit une plaque de plomb pour empêcher les ondes ultrasonores de se diffuser vers d’autres organes. Le caractère piézoélectrique permet aux ultrasons d'être transmis et perçus.
Pour connaitre la vitesse de propagation des ultrasons au travers d’un milieu on doit calculer la célérité qui se calcule ainsi :
C = (Z/µ)
Avec: C la célérité en m/s
Z l’impédance acoustique du milieu en kg/m²/s
µ la masse volumique en kg/m3
Cependant pour trouver la célérité il faut tout d’abord connaître l’impédance acoustique Z. L'impédance acoustique caractérise la résistance d’un milieu, qui s’oppose à sa mise en mouvement lorsqu'il est traversé par une onde acoustique. L’impédance acoustique d’un milieu se calcule ainsi:
Z = (µ/x)
Avec: Z l’impédance acoustique en kg/m²/s
µ la masse volumique en kg/m
x la compressibilité du milieu en m²/s/k
Le tableau ci dessous donne plusieurs valeurs de la célérité des ondes ultrasonores dans les tissus biologiques:
TISSU CELERITE en m/s ------------------------------------------------------------------------
En fonction de fréquence utilisée, les ultrasons pourront plus ou moins pénétrer le tissu.
L'Ultrasonothérapie
Exemple utilisation, dans l’esthétique.
De plus en plus, la technique de l'HIFU est utilisée dans l'esthétique contre le relâchement cutané du visage ou pour brûler la graisse superflue. Il suffit d’appliquer la sonde sur le visage et selon l'intensité des ondes, l'effet se produira plus ou moins en profondeur (3mm pour le derme, 4,5mm pour la graisse et le muscle, …).
Point focal: lieu de concentration des ultrasons