KNOXVILLE, TN, 16 janvier 2026 /24-7PressRelease/ -- Une surveillance précise et continue de la tension artérielle (TA) est essentielle pour prévenir les événements cardiovasculaires, mais les brassards conventionnels et les capteurs portables souffrent souvent d'inconfort, d'interférences dues au mouvement et d'un mauvais alignement. Cette étude présente un dispositif ultrasonore implantable de manière mini-invasive, sous-cutané, capable de capturer les changements de diamètre artériel en temps réel pour en déduire des valeurs de TA précises.

L'hypertension reste l'une des principales causes mondiales de maladie cardiaque, d'accident vasculaire cérébral et de mortalité prématurée. Bien qu'un suivi régulier de la tension artérielle puisse réduire significativement les risques cardiovasculaires, les mesures traditionnelles basées sur un brassard perturbent l'activité quotidienne et ne conviennent pas à une surveillance continue. Des alternatives telles que la photopléthysmographie (PPG) et les patchs ultrasonores portables tentent de répondre à ces limites, mais elles peinent souvent avec une profondeur de pénétration faible, une dépendance aux gels et une sensibilité importante au mauvais alignement ou au mouvement. Les capteurs implantables sont apparus comme une solution potentielle, mais beaucoup nécessitent un placement intrusif à l'intérieur des artères ou souffrent de réactions de corps étrangers à l'interface. En raison de ces défis, des recherches plus approfondies sont nécessaires sur des systèmes implantables fiables et non intrusifs pour l'évaluation continue de la tension artérielle (TA).

Des chercheurs de l'Université de Californie, Berkeley, et d'institutions collaboratrices rapportent un nouveau système de surveillance de la tension artérielle basé sur les ultrasons et implantable dans un article publié (DOI : 10.1038/s41378-025-01019-w) dans Microsystems & Nanoengineering le 6 novembre 2025. L'étude présente un dispositif sous-cutané construit sur un réseau de transducteurs ultrasonores micro-usinés piézoélectriques (PMUT) de 5 × 5 mm² qui mesure continuellement les changements de diamètre artériel pour reconstruire les formes d'onde de la TA. Grâce à une validation en laboratoire complète et à une implantation in vivo chez un mouton ambulatoire, l'équipe démontre que le dispositif atteint des mesures systoliques et diastoliques cliniquement fiables avec une erreur d'étalonnage minimale.

Le système nouvellement développé repose sur un réseau dense de 37 × 45 PMUT fabriqué à l'aide de procédés compatibles CMOS. Chaque PMUT présente un diaphragme de 29 µm et fonctionne à environ 6,5 MHz dans l'eau, permettant une haute résolution axiale et une forte pénétration de l'écho à travers les tissus. La conception bimorphe à double électrode améliore significativement la sortie acoustique, tandis qu'un procédé d'usinage ionique réactif profond (DRIE) optimisé assure une uniformité structurelle élevée sur l'ensemble du réseau.

Pour déduire la tension artérielle, le dispositif mesure le temps de vol entre les échos ultrasonores réfléchis par les parois artérielles antérieure et postérieure. Cet intervalle de temps est converti en une forme d'onde de diamètre en temps réel, qui est directement corrélée à la tension artérielle via des modèles de rigidité vasculaire. Des expériences sur tube en laboratoire ont confirmé la relation linéaire entre le diamètre et la pression, et des simulations ont révélé que les systèmes portables peuvent perdre jusqu'à 60 % de la force du signal avec seulement 1 mm de mauvais alignement—un problème que la conception implantée évite.

Lors des tests in vivo, les chercheurs ont implanté le système PMUT au-dessus de l'artère fémorale d'un mouton adulte. Le dispositif a capturé avec succès des formes d'onde de pression détaillées, y compris des caractéristiques telles que l'incisure dicrote, et a correspondu aux mesures de référence par cathéter artériel avec une précision de −1,2 ± 2,1 mmHg (systolique) et −2,9 ± 1,4 mmHg (diastolique). Ces résultats démontrent que la conception mini-invasive maintient un couplage stable et des performances précises à long terme.

« L'étude montre que les implants à base d'ultrasons peuvent atteindre la stabilité et la précision requises pour une surveillance continue de la tension artérielle sans les inconvénients des brassards ou des dispositifs portables fragiles », a déclaré l'auteur correspondant. « En capturant directement les changements de diamètre artériel via une détection sous-cutanée, le dispositif évite des problèmes comme la dépendance au gel, le bruit environnemental et le mauvais alignement. Nos résultats suggèrent que cette technologie pourrait soutenir la gestion à long terme de l'hypertension et fournir aux cliniciens des données cardiovasculaires plus riches que ne le permettent les mesures périodiques. »

Ce système basé sur des PMUT implantables représente une alternative prometteuse aux outils conventionnels de surveillance de la TA pour les patients nécessitant une mesure continue et discrète. Sa stabilité face à la croissance tissulaire, au mouvement et aux interférences environnementales le rend particulièrement adapté à la gestion à long terme de l'hypertension, à la détection précoce d'anomalies cardiovasculaires et à l'intégration dans des plateformes de santé numérique. Les avancées futures—telles que la formation de faisceau pour atténuer les déplacements de position et l'analyse basée sur les données pour la prédiction des risques individualisés—pourraient encore élargir son utilité clinique. En fin de compte, cette technologie pourrait permettre des stratégies de soins préventifs en fournissant des données cardiovasculaires continues et haute fidélité dans des environnements réels.

Références
DOI
10.1038/s41378-025-01019-w

URL de la source originale
https://doi.org/10.1038/s41378-025-01019-w

Informations sur le financement
Ce travail a été soutenu en partie par le BSAC (Berkeley Sensor and Actuator Center).

À propos du journal
Microsystems & Nanoengineering

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