Une nouvelle technique d'échographie fournit un moyen non invasif d'évaluer la structure osseuse à l'échelle microscopique. Les chercheurs espèrent affiner la technique à utiliser pour évaluer le risque et le traitement de l'ostéoporose.

Les chercheurs ont également démontré qu'une variation de la même technique peut distinguer les tumeurs des tissus sains dans une étude utilisant des rats de laboratoire.

"Une chose qui est passionnante à propos de ces techniques, c'est que nous avons pris l'un des défauts de l'échographie et l'avons tourné à notre avantage, " dit Marie Muller, professeur adjoint de génie mécanique et aérospatial à la North Carolina State University et auteur correspondant d'articles sur les deux études.

L'inconvénient est le fait que les ultrasons ne peuvent pas nous donner des images claires lorsqu'ils sont utilisés dans des milieux complexes, comme l'os. C'est parce que les ondes ultrasonores rebondissent partout dans ces environnements complexes, rendant impossible le calcul de la distance parcourue.

"En os, par exemple, les ondes sonores traverseront les parties solides de l'os, puis se disperseront chaque fois qu'elles frapperont un pore, " Dit Muller. "Nous avons découvert que c'est un moyen utile d'évaluer la microstructure d'un os."

Muller et ses collaborateurs ont émis l'hypothèse qu'en examinant la vitesse à laquelle les ondes ultrasonores se sont diffusées à partir d'un site osseux, ils peuvent évaluer à la fois le nombre de pores dans une zone donnée - ou la densité des pores - et la taille de ces pores.

"L'article de preuve de concept que nous venons de publier révèle qu'il existe une corrélation constante entre la constante de diffusion et la taille et la densité des pores osseux, ", dit Muller. "Cependant, il convient de noter que cela a été fait dans un modèle informatique. Nous menons actuellement une étude in vivo avec des patients humains et une étude in vitro avec des os humains.

« Nous sommes à au moins des années des applications cliniques, mais si les résultats tiennent, nous pouvons avoir un moyen de surveiller les patients sur une base régulière pour déterminer la santé de l'os. Cela signifie que les gens peuvent suivre leur risque potentiel d'ostéoporose sans avoir à se soucier de l'exposition aux rayonnements associée aux rayons X. En outre, la technique pourrait aider les chercheurs et les prestataires de soins de santé à déterminer l'effet des efforts de traitement de l'ostéoporose. »

Parce que la recherche est en cours, aucun protocole clair n'a été établi, ce qui rend difficile l'estimation des coûts, même s'il serait probablement comparable aux applications d'évaluation par ultrasons existantes, et beaucoup moins cher que la tomodensitométrie haute résolution.

Muller a également dirigé une étude qui a utilisé une technique presque identique pour essayer de faire la distinction entre les tissus mous sains et les tumeurs solides dans un modèle de rat.

L'étude sur les tumeurs a utilisé des microbulles injectées dans le système vasculaire de rats de laboratoire. Parce que les bulles provoquent la dispersion des ondes ultrasonores, tout comme les pores des os, les ultrasons peuvent suivre les changements de densité des microbulles lorsqu'elles traversent le réseau de vaisseaux sanguins d'un rat.

Parce que les tumeurs créent des réseaux de vaisseaux sanguins plus denses et plus complexes que ce que l'on trouve dans les tissus sains, les chercheurs ont découvert qu'ils pouvaient identifier les tumeurs en recherchant les zones où les microbulles étaient lentes à se diffuser.

« Nous sommes ravis de cette découverte, et espèrent obtenir des financements qui nous permettront d'avancer dans cet axe de recherche, " dit Muller.

L'article sur la microstructure osseuse, "Constante de diffusion acoustique de l'os cortical :étude par simulation numérique de l'effet de la taille et de la densité des pores sur la diffusion multiple, " a été publié le 8 août dans le Journal de la Société acoustique d'Amérique .

L'article sur les tumeurs et les tissus mous, "La diffusion multiple par ultrasons avec des microbulles permet de différencier une tumeur d'un tissu sain in vivo, " a été publié le 31 mai dans la revue Physique en médecine et biologie .