Combiner l’IRM avec des examens électrophysiologiques impose l’usage de câbles conducteurs, en théorie incompatibles avec un champ magnétique intense. Des chercheurs de l’Empa, en partenariat avec TI Solutions AG, ont résolu le problème : des câbles à fibres polymères à conductivité contrôlée.

L'imagerie par résonance magnétique ou IRM produit des images haute résolution des tissus et des organes, révélant les lésions les plus infimes. Mais ses puissants champs magnétiques et ondes radio rendent tout objet métallique potentiellement dangereux s’il n’a pas été conçu pour cela : les implants peuvent monter en température et provoquer des brûlures, même sans être attirés par les champs. Couplée à un ECG (électrocardiogramme) ou un EEG (électroencéphalogramme), l’IRM exige que le patient porte des électrodes reliées par câble à un appareil de mesure externe. Les câbles conventionnels en cuivre posent alors problème : ils peuvent à la fois chauffer et perturber l’imagerie.

C’est cette équation que le laboratoire « Advanced Fibers » de l'Empa (Saint-Gall), dirigé par Dirk Hegemann, a résolue dans le cadre du projet Innosuisse "MRIComplead", en partenariat avec TI Solutions AG, qui développe des électrodes pour la simulation et la mesure des ondes cérébrales. En lieu et place du cuivre, les chercheurs ont conçu des faisceaux de fibres polymères revêtus d’une couche métallique ultrafine. « Notre objectif était de développer un câble présentant une conductivité métallique très faible, mais précisément définie, explique Dirk Hegemann. La conductivité doit être suffisante pour permettre la transmission du signal, mais pas trop élevée pour éviter toute interaction avec les ondes radio. »

« Grâce aux câbles compatibles IRM “MRIComplead” développés dans le laboratoire de l'Empa, nos partenaires de recherche médicale ont pour la première fois la possibilité de visualiser l'effet de la TI dans le cerveau à l'aide de l'IRM, de manière sûre et sans interférence », explique Sven Kühn, directeur de recherche de TI Solutions.

Robuste et évolutif

La conductivité précisément définie n'est qu'une des exigences auxquelles les câbles en polymère devaient satisfaire. Pour un usage médical, ils devaient aussi résister à la corrosion et aux sollicitations mécaniques répétées (connexion/déconnexion). Après avoir évalué une douzaine de combinaisons matériaux/procédés, c’est un revêtement en argent et en titane qui s’est imposé. « L'argent a une très bonne conductivité électrique, explique Dirk Hegemann. Le titane réduit légèrement la conductivité, ce qui nous permet d'atteindre la plage prescrite. » Les deux métaux se stabilisent mutuellement contre la corrosion : un an de tests sans variation significative de conductivité en atteste. Le revêtement, inférieur à 0,5 μm d’épaisseur, est déposé sur les fibres par pulvérisation magnétron : un procédé éprouvé utilisable dans un processus industriel à grande échelle de type « roll-to-roll ». Les chercheurs de l’Empa ont déjà produit un kilomètre de fibres revêtues.

Le projet MRIComplead, achevé avec succès en 2025, a débouché sur une collaboration durable. « Nous continuons à soutenir notre partenaire industriel en ce qui concerne les démonstrateurs et les premiers échantillonnages », déclare Dirk Hegemann. « Le soutien efficace apporté par l'Empa durant la phase de présérie est un autre facteur positif de notre collaboration », ajoute Niels Kuster, président de TI Solutions AG. Une production industrielle est envisagée si les résultats des premiers déploiements le confirment.

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