Ultrasons médicaux

Présentation du secteur d’activité

L’utilisation des ultrasons en médecine constitue un champ d’application majeur de l’acoustique, à l’interface entre la physique, la biologie et l’ingénierie. Dans le domaine de l’imagerie, les ultrasons permettent de visualiser en temps réel l’intérieur du corps humain sans recours aux rayonnements ionisants, via des dispositifs d’échographie. En thérapie, ils sont utilisés pour traiter certaines pathologies de manière non invasive, comme avec les ultrasons focalisés de haute intensité (HIFU), capables de détruire localement des tissus pathologiques par effet thermique ou mécanique. Ces technologies exploitent les propriétés de propagation, de diffraction, d’atténuation et de focalisation des ondes ultrasonores dans les milieux biologiques, ce qui implique une compréhension approfondie des phénomènes acoustiques en milieux complexes.

Les enjeux de la recherche

Dans le domaine médical, les ultrasons peuvent être utilisés à des fins diagnostiques ou thérapeutiques. La recherche actuelle vise à en étendre les possibilités et les performances dans ces deux domaines d’application, et repose sur une compréhension fine des interactions ondes-tissus.

• En imagerie diagnostique, les avancées portent sur le développement de techniques quantitatives, comme l’élastographie ultrasonore permet d’évaluer les propriétés mécaniques des tissus ou l’imagerie fonctionnelle à haute résolution explore l’activité physiologique en temps réel. L’utilisation d’agents de contraste ouvre la voie à une imagerie théranostique, combinant détection et action thérapeutique. Par ailleurs, l’intégration croissante de l’intelligence artificielle dans l’imagerie quantitative permet d’améliorer la qualité des images, d’en automatiser l’interprétation et de faciliter le suivi personnalisé des patients.
• Sur les aspects thérapeutiques, la recherche explore des stratégies innovantes exploitant les effets mécaniques et thermiques des ultrasons. La vectorisation ciblée vise à délivrer des médicaments ou des agents thérapeutiques de manière localisée, tandis que l’hyperthermie induite par ultrasons de haute intensité (HIFU) permet de traiter des tumeurs de manière non invasive. Des travaux émergents se concentrent également sur la stimulation ou modulation neuronale par ultrasons, ouvrant de nouvelles perspectives en neurosciences.

Les métiers

Le domaine des ultrasons médicaux mobilise des techniciens et ingénieurs aux compétences variées (acoustique, traitement du signal, instrumentation biomédicale, électronique, modélisation numérique…) au sein d’entreprises développant des dispositifs d’imagerie ou de thérapie ultrasonore, notamment dans le secteur du dispositif médical, des start-ups en santé ou des grands groupes industriels.

La recherche scientifique en ultrasons biomédicaux couvre des champs allant de la physique des ondes à l’ingénierie des dispositifs, en passant par le traitement des données et l’intelligence artificielle. Elle se développe dans des structures diverses (CNRS, INSERM, universités, instituts hospitalo-universitaires – IHU, …).