Un garrot à ultrasons pour arrêter les saignements sur le champ de bataille

L'armée américaine a commencé à développer un garrot à ultrasons dans le but d'arrêter les saignements potentiellement mortels pendant le combat.

Les garrots à ultrasons pourraient empêcher les vaisseaux sanguins de saigner en coagulant le sang de manière non invasive à l'aide d'ondes sonores focalisées. (Crédit : Philips Research)

Appelé le Coagulation acoustique à saignement profond (DBAC) programme, il vise à créer un dispositif semblable à un brassard qui s'enroule autour d'un membre blessé. Plutôt que d'appliquer une pression sur la plaie pour endiguer le flux sanguin, l'appareil utiliserait des faisceaux d'ultrasons focalisés (ondes sonores au-dessus des fréquences audibles) pour coaguler les vaisseaux de manière non invasive, quelle que soit leur profondeur.

Si un vaisseau sanguin important est touché et que beaucoup de sang est perdu rapidement, une personne peut mourir en quelques minutes, explique Michael Pashley, responsable de l'imagerie et de la thérapie par ultrasons à Recherche Philips à Briarcliff Manor, NY, l'un des groupes participant au programme.

Selon la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) du Pentagone, ces hémorragies internes sont la principale cause de décès des soldats sur le champ de bataille, explique Pashley. À la lumière de cela, la DARPA s'engage à verser jusqu'à 51 millions de dollars pour le projet sur quatre ans, à répartir entre un certain nombre d'organismes de recherche différents.

Le garrot à ultrasons est destiné à gagner du temps, afin qu'un médecin puisse amener le patient dans un établissement médical mieux équipé, explique Laurent Crum , directeur du Center for Industrial and Medical Ultrasound du Laboratoire de physique appliquée de l'Université de Washington à Seattle, qui travaille dans ce domaine depuis plus d'une décennie.

Une fois appliqué sur un membre blessé, le brassard détecterait automatiquement puis scellerait les vaisseaux sanguins ou les artères endommagés, en concentrant des faisceaux d'ondes ultrasonores sur la plaie pour la coaguler, dans un processus connu sous le nom de ultrasons focalisés de haute intensité , ou HIFU.

Les ondes ultrasonores sont généralement inoffensives et rebondissent sur les tissus. C'est le principe des échographies, dit Crum. Mais lorsque les ondes ultrasonores sont focalisées, l'effet est radicalement différent. Si vous concentrez les ultrasons de la même manière que la lumière, vous pouvez augmenter la température, en particulier si l'onde est absorbée par les tissus, dit-il.

Pour obtenir cet effet, la fréquence doit être adaptée pour augmenter son absorption par le tissu, tandis que l'intensité doit être environ un million de fois supérieure à celle des ultrasons d'imagerie. Lorsqu'il est appliqué sur une plaie saignante, l'effet est similaire à la cautérisation, dit Crum.

HIFU est déjà approuvé dans certaines parties du monde pour le traitement du cancer de la prostate, tandis que des essais cliniques sont en cours pour l'utiliser pour traiter le cancer du foie et du rein. Pour le traitement du cancer, le tissu tumoral est ablaté à l'aide du HIFU.

L'appliquer aux saignements semble être une prochaine étape judicieuse, dit Gail ter Haar , physicien au sein de l'équipe d'échographie thérapeutique de l'Institute of Cancer Research au Royal Marsden Hospital, près de Londres. C'est ambitieux mais c'est tout à fait réalisable, dit-elle.

Les tissus environnants peuvent être endommagés au cours du processus, car ils seront chauffés près du point d'ébullition. Mais les vaisseaux sanguins restent fonctionnels car le flux sanguin dans le vaisseau refroidit la paroi et la protège ainsi, explique ter Haar. Ainsi, le sang autour de l'ouverture coagule, tandis que le sang passant dans les vaisseaux continue de couler.

La faisabilité biologique de cette technologie est bien établie, déclare Joseph Eichinger, président de Seattle AcousTx , qui a été créée à partir d'une autre société, Therus, pour participer au programme de recherche de la DARPA. Thérus , également à Seattle, a également développé des moyens d'utiliser les ultrasons pour arrêter les saignements. En particulier, son système d'hémostase acoustique est développé pour sceller les ponctions dans l'artère fémorale de l'aine qui sont causées dans le cadre des traitements par cathéter cardiaque. Normalement, ces perforations doivent être soumises à une pression continue et peuvent prendre de 30 minutes à plusieurs heures pour se refermer, explique Eichinger. Avec l'approche HIFU, ils se scellent en quelques secondes.

Dans sa forme finale, le brassard acoustique consistera en un dispositif léger et flexible avec à la fois des transducteurs d'imagerie à ultrasons et des transducteurs thérapeutiques tapissant son intérieur. Les transducteurs d'imagerie, qui fonctionnent de la même manière que les échographies, seront utilisés pour d'abord identifier le système vasculaire dans un membre et localiser les saignements. Les transducteurs thérapeutiques sont ensuite focalisés pour endiguer le flux sanguin.

Toutes ces capacités ont été démontrées en tant que parties distinctes, explique Eichinger – vient maintenant l'obstacle technique de les assembler dans un ensemble capable de survivre aux rigueurs d'un champ de bataille. C'est un environnement très difficile, dit-il. Il est déjà assez difficile d'emporter un iPod en Irak et de le faire fonctionner. En effet, la chaleur, l'humidité, la poussière et l'environnement électromagnétique bruyant du combat ne pourraient pas être plus éloignés d'une salle de traitement d'hôpital sûre et propre.

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