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© F.Jannin/CNRS Photothèque

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Mathias Fink : Aujourd'hui, avec les méthodes classiques d'échographie, les ultrasons permettent de visualiser différents organes, la forme d'un fœtus ou le liquide amniotique, car leur vitesse de propagation (environ 1 500 mètres par seconde) varie légèrement d'un milieu à l'autre… En revanche, bien souvent, ils ne permettent pas de découvrir une tumeur, qui est pourtant plus dure que son environnement, car cette différence de vitesse n'est pas assez grande. Notre technique va permettre de surmonter cet obstacle.

Comment ?

M.F. : Pour détecter une tumeur, nous créons une onde dite de « cisaillement », comme celle produite par un médecin quand il palpe un patient. Pour cela, la sonde de notre échographe focalise les ultrasons en un point du corps du patient, afin de déclencher un microséisme. L'onde de cisaillement qui en découle va se propager à une vitesse comprise entre 1 et 5 mètres par seconde selon l'élasticité du milieu qu'elle traverse. Nous l'amplifions ensuite en faisant avancer sa source (le point du corps où sont focalisés les ultrasons) à une vitesse supersonique pouvant atteindre Mach 10. Immédiatement après, la sonde se met en mode caméra à « retournement temporel » (lire ci-dessous), à raison de 5 000 images par seconde, une cadence 100 fois plus rapide qu'un échographe traditionnel ! Un algorithme calcule ensuite la vitesse de l'onde de cisaillement en chaque point de l'image. On voit alors très bien se dessiner les contours d'une tumeur, avec une résolution proche du millimètre. L'appareil est principalement destiné à détecter les cancers du sein, de la prostate, du rein, de la thyroïde, les fibroses du foie… Et concerne aussi l'imagerie du cœur, organe qui produit sa propre onde de cisaillement quand il se contracte.

Ce dispositif repose en grande partie sur vos travaux sur les miroirs à retournement temporel (MRT). Comment fonctionnent-ils ?

M.F. : Les MRT sont des dispositifs électroniques, composés notamment de capteurs, qui enregistrent et numérisent un signal, puis le renvoient à sa source, mais dans l'ordre inverse, en commençant par la fin. Ainsi, quand une onde sonore rencontre un MRT, elle va rebrousser chemin jusqu'à sa source, en remontant toutes les étapes de sa vie antérieure et ce, quels que soient le chemin emprunté et les milieux traversés : c'est comme si vous passiez le film de l'onde à l'envers. Cela permet de revenir avec une très grande précision jusqu'à la source, et donc éventuellement de la « viser » avec d'autres signaux créés cette fois par le MRT. Les applications sont nombreuses, en imagerie sous-marine, en télécommunications ou encore en domotique. Ainsi, donc, qu'en imagerie médicale, et principalement en échographie.

Quelles solutions thérapeutiques ces dispositifs apportent-ils ?

M.F. : Avec les moyens actuels, on sait déjà détruire une tumeur ou un calcul par ultrasons dans la prostate en augmentant fortement leur puissance. Cependant, des organes comme le foie sont difficiles à traiter car ils bougent pendant l'intervention. D'où l'intérêt des MRT qui renvoient toujours l'onde initiale à sa source. Ils permettent aussi une intervention à distance sur le cerveau, malgré l'obstacle, jusque-là incontournable, de la boîte crânienne. Notre Laboratoire « Ondes et acoustique » (LOA) de l'École supérieure de physique et de chimie industrielles (ESPCI) de la ville de Paris, une structure associée au CNRS et à l'université Paris-VII, a mis au point une espèce de casque à « retournement temporel » muni de 300 petits émetteurs d'ultrasons qui, quand on fait « crier » la tumeur, lui retournent instantanément l'onde captée en l'amplifiant d'un facteur un million afin de la brûler.

C'est aujourd'hui la start-up Supersonic Imagine qui développe ce projet. Comment est-elle née ?

M.F. : Depuis vingt ans, la France ne comptait plus aucun industriel en imagerie médicale. La plupart des spécialistes de ce domaine s'exilaient aux États-Unis. Et puis, il y a trois ans, j'ai convaincu Jacques Souquet, installé outre-Atlantique depuis vingt-deux ans, de quitter son poste de directeur de la R&D chez Philips Medical System pour revenir en France. Il a créé la start-up Supersonic Imagine à partir des innovations technologiques développées par notre équipe du LOA. L'entreprise a négocié la licence exclusive de six brevets détenus par le CNRS. Forts de ces soutiens, les capitaux-risqueurs nous ont suivis, apportant dix millions d'euros dès le premier tour de table. De leur côté, enthousiasmés par l'aventure, dix chercheurs français sont revenus des États-Unis, entraînant dans leur sillage plusieurs confrères américains.

Où en est le développement des appareils ?

M.F. : Le casque à retournement temporel a été expérimenté avec succès sur des brebis et des singes. L'échographe, lui, est testé actuellement sur des centaines de patients à l'Institut Curie. On vérifie sa précision à partir de tumeurs déjà détectées. Un prototype, disponible en fin d'année 2007, sera installé dans dix centres à travers le monde afin de dépister d'éventuels cancers. Dans un avenir proche, Supersonic Imagine proposera un appareil deux en un, à la fois diagnostique et thérapeutique.

Propos recueillis par Emmanuel Thévenon

>> Pour en savoir plus

www.supersonicimagine.fr