L'imagerie médicale entre dans la quatrième dimension

Les sciences du numérique sont en passe de bouleverser la médecine. De nombreuses équipes de recherche (plus de 800 chercheurs) de l'Inria se sont focalisées sur les thématiques des technologies de l'information (TIC) et de la santé. Leurs travaux étaient exposés le 15 avril à Bordeaux lors d'une journée « numérique et santé » organisée en partenariat avec Innovalis, l'agence de l'innovation en Aquitaine. C'est dans le domaine de l'imagerie que des progrès technologiques majeurs ont été effectués ces dernières années, permettant l'émergence de nouveaux outils. Pour accélérer et sécuriser le diagnostic des radiologues, des logiciels « intelligents » analysent le volume des organes et détectent la présence des tumeurs, par exemple. On parle aussi de plus en plus de radiographie « interventionnelle » : l'imagerie sert alors d'aide directe lors d'une intervention chirurgicale pour guider le geste du praticien. Mieux : « Grâce à la puissance de calcul informatique dont nous disposons aujourd'hui, les images issues d'un scanner ou d'un IRM peuvent être visualisées en 4D, c'est-à-dire dans l'espace et dans le temps », explique Nicholas Ayache, directeur de recherche à l'Inria. Ce spécialiste reconnu de l'imagerie médicale est persuadé que la médecine dans un avenir très proche livrera des modèles personnalisés des organes d'une personne pour simuler son fonctionnement ou l'action d'un médicament. Voir son coeur battreL'une des réalisations les plus spectaculaires des équipes de l'Inria est la modélisation numérique du coeur. Le projet CardioSense3D propose des modèles numériques de la fonction cardiaque afin d'améliorer la planification de thérapie et de fournir une aide à l'interprétation des images et des signaux cardiaques. Ce coeur numérique reconstruit l'activité sanguine, mécanique mais aussi électrique de l'organe. Grâce à de nouveaux algorithmes, qui assemblent et analysent des données faramineuses, chaque patient pourra bientôt ? après un passage au scanner ? voir sur l'écran une reproduction numérique de son coeur... en action. « On pourra ainsi simuler une action thérapeutique qui prendra en compte les défauts de circulation sanguine dans les ventricules », observe Nicholas Ayache. Par exemple, en positionnant un pacemaker virtuel avant l'implantation réélle du stimulateur cardiaque.La multiplication de ces images très précises permet aussi d'enrichir des bases de données qui seront utiles aux praticiens pour comparer un cas particulier avec un vaste échantillonnage. La constitution d'un atlas des tumeurs pour l'aide au diagnostic ou des zones d'activités du cortex en neurochirurgie sont des exemples d'applications.Les techniques de modélisation des organes du corps humain offrent des rendus encore plus réalistes pour les logiciels de réalité virtuelle de formation des étudiants en chirurgie. Une équipe de l'Inria est parvenue à simuler des mouvements d'organes dus à la respiration. Ces algorithmes performants vont permettre d'enrichir l'expérience ressentie dans les simulateurs d'opérations chirurgicales. Biopsie optiqueDe ces travaux est née une technique qui permet de pratiquer des biopsies optiques. Un microscope à fibre optique embarqué sur un endoscope effectue une analyse de tissus sans avoir à faire un prélèvement (biopsie), épreuve souvent douloureuse. Ce dispositif innovant a donné lieu à la création d'une start-up Mauna Kea Technologies.