L'asservissement par IRM d’un réseau matriciel ultrasonore et ses applications thérapeutiques

Abstract

L'association des Ultrasons Focalisés de Haute Intensité (HIFU) avec l'Imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet d'effectuer un contrôle non invasif de la température pour permettre l'ablation des tumeurs cancéreuses par hyperthermie. L'asservissement de la température selon l'algorithme d'automatisme Proportionnel Intégral Dérivé (PID) a été prouvé comme étant efficace et précis. La stabilité de cet algorithme est améliorée en comparant les cartes de température mesurées aux modélisations thermiques de façon à déduire les paramètres tissulaires (conduction thermique, absorption d’énergie ultrasonore) en temps réel. Pour traiter un grand volume, l'asservissement de la température est effectué simultanément en plusieurs points. Le contrôle spatial de la température nécessite cependant la prise en compte de la répartition du champ acoustique et un déplacement rapide du point focal. Les transducteurs matriciels correspondent très bien à cette application puisqu’ils permettent de modifier la position du point focal à partir des signaux électriques. La répartition des éléments de ces transducteurs nécessite une disposition spécifique asymétrique compacte pour minimiser l'encombrement du transducteur dans l'IRM et limiter les lobes secondaires lors du déplacement du point focal principal. Le contrôle spatial de la température avec ses transducteurs offre un traitement précis. Pour obtenir un contrôle de la température d'aussi bonne qualité lorsque l'organe bouge, les cartographies de température et la position du point focal nécessitent une correction basée sur l'analyse et l'anticipation de la périodicité du mouvement. Pour réaliser l’application clinique de ces procédés, une plateforme de traitement des tumeurs du sein a été développée de façon à sécuriser le traitement en orientant l'axe de propagation de l'onde horizontalement ce qui évite tout risque de dommage des organes vitaux.