14/03/2011 - Nouvelles technologies d'image et de modélisation. Outils de diagnostic

Menéame

Le groupe de recherche Laboratorio de Procesado de Imagen(LPI), de la ETS Ingénieurs de Telecomunicación, a pour objectif fondamental de développer des outils informatiques qui aident à la prise de décision, en particulier dans les milieux cliniques, où ils cherchent à intégrer les nouvelles technologies, et en particulier celles liées à de nouvelles formes d’image médicale. À cette fin, le LPI effectue un travail intense dans le domaine du traitement du signal et de l’image. Il a des liens importants tant avec des acteurs locaux (hôpitaux et entreprises de la région) et nationaux (il a participé à un réseau thématique du Fonds de recherche sanitaire), ainsi qu’à des projets coordonnés avec d’autres universités et entreprises, et il collabore avec des centres de recherche en réseau (CIBER) de l’Institut de santé Charles III et fait partie d’un réseau national de traitement d’image (Red PRISMA), européens (membre d’un Réseau d’excellence du Sixième Programme-cadre) et américains (grand travail conjoint avec le Département de radiologie de Harvard Medical School).

Au cours de ces 14 années, le Groupe de Recherche Reconnu (GIR), qui coordonne le professeur Carlos Alberola López, a développé de nombreux projets de recherche. Ils sont actuellement plongés, entre autres, dans le projet national 'Convergence des Technologies Médicales pour la Gestion Integral del Remodelado Cardiovasculaire', qui vise à étudier d’une perspective globale le problème du remodelage cardiovasculaire qui accompagne des pathologies de ce système pour développer des outils informatiques permettant de simuler ce type de maladies, de créer des aides au diagnostic et de gérer toutes les informations qui seront générées à cet égard par le patient.

Cette initiative, qui se déroulera jusqu'à la fin de 2012, s’inscrit dans le cadre des objectifs de l’appel aux projets Cénit du ministère de la Science et de l’innovation, qui visent à promouvoir la recherche dans des domaines d’importance stratégique pour l’économie espagnole et à améliorer leur positionnement technologique. L’État subventionne les entreprises qui participent à l’appel à la recherche et au développement et, en particulier, sous-embauchent des universités et d’autres organismes publics de recherche (OPIS). L’UVA est l’un de ces OPI qui, en collaboration avec d’autres organismes, dont l’Université Pompeu Fabra, effectuera une partie des recherches. Le projet dans son ensemble est coordonné par le Groupe hospitalier Quiron.

"C’est un projet ambitieux qui vise à étudier le fonctionnement du système cardio-vasculaire, les pathologies qu’il peut avoir, et à essayer de modeler mathématiquement son fonctionnement et de spécialiser ces modèles avec chacun des patients avec lesquels il travaille, afin de prévoir les effets que peuvent avoir certaines interventions." Par exemple, si vous placez un stent à une personne, qui ne cesse d’être un corps étranger, pour empêcher qu’un vaisseau sanguin ne se casse, en n’ayant pas les mêmes propriétés que les murs du verre, vous pouvez produire un flux anormal dans le sang qui pourrait causer des dommages dans les vaisseaux.

Dans le travail qui se déroule, il s’agit de modeler la dynamique du sang une fois mis le stent pour prédire quels effets localement aura dans le verre. Un autre exemple. Si une personne a eu un infarctus, ce qui entraîne la fièvre dans une zone du myocarde, on essaie de modeler mathématiquement le comportement cardiaque à partir de ce moment afin de prédire quel sera le fonctionnement de cet organe à moyen terme.

Les données de l’IRM sont en cours de mise à jour, ce qui permet d’analyser le degré de récupération des tissus affectés, ce qui aidera à prévoir si elle sera soumise à un nouvel infarctus ou si elle aura un dysfonctionnement dans une autre zone.

Interprétation des signaux

Le travail des membres de ce laboratoire de l’UVA sera principalement la collecte et l’interprétation de signaux électrophysiologiques et de prises d’image de résonance chez les patients ayant souffert d’une forme ou d’une autre de maladie cardiovasculaire. Pour ce faire, deux types d’enquêtes seront menées. La première est destinée aux patients surveillés à leur domicile par différents capteurs, qui généreront des signaux de différents types et seront ensuite transmis à une centrale où ils seront traités par l’équipe de l’UVA avant d’être analysés par les spécialistes de cardiologie de l’hôpital. Dans la deuxième partie de l’enquête, des images sont prises par résonance magnétique lorsque les patients sont admis ou lorsqu'ils effectuent des visites ponctuelles afin de suivre la situation dans des délais plus longs. Ces images seront intégrées aux données de surveillance afin de fournir des informations conjointes utiles, destinées aux spécialistes qui traitent ces patients et de leur donner des schémas permettant d’identifier les signaux d’alarme.

Les images IRM utilisent une technique appelée perfusion, liée également aux maladies cardiaques, comme l’infarctus. Il s’agit d’une méthode dans laquelle, avant d’appliquer l’IRM au patient, on lui injecte un médicament dans le sang qui atteint le cœur et se répand dans tout le muscle du cœur - le myocarde - et qui disparaît après un certain temps. Les modifications du contraste de l’image de l’IRM que produit ce médicament sont utilisées pour connaître les dommages cardiaques après un infarctus.

Au début, le groupe a développé un travail sur l’échographie tridimensionnelle (initialement centré sur le fœ tus) à une époque où les premières équipes commerciales de ces caractéristiques commencaient à apparaître et dont il y avait très peu en Castille et León. "Nous avons essayé de créer des outils pour aider au diagnostic et automatiser, par exemple, la détection d’un organe particulier et apporter une mesure objective. Habituellement, lorsqu'un médecin fait une échographie, il marque le contour de l’organe sur un plan, mais une échographie tridimensionnelle apporte beaucoup plus de coupures et si on le traite automatiquement, il apporte des mesures plus proches de la réalité, en plus de leur répétition," explique Alberola. Ces travaux ont été traduits en publications dans des revues spécialisées et un registre de la propriété intellectuelle. "Nous faisons des algorithmes de calcul pour que, à partir des échographies déjà saisies, nous fournissons les contours des organes d’intérêt et, à partir d’eux, les mesures nécessaires" pour que le spécialiste effectue son diagnostic.

Hôpital Río Carrión

À l’époque, on a réussi à obtenir des échographies tridimensionnelles avec des écographes bidimensionnels conventionnels. Au moyen d’un positionnement magnétique placé sur la sonde de l’écographe, des informations étaient obtenues à chaque moment de la position et de l’orientation de cette sonde. Un balayage et une technique de reconstruction ont permis de représenter une image en trois dimensions. En matière d’ultrasonographie, le LPI a coordonné un projet en collaboration avec la Polytechnique de Valence et l’Université des Palmas de Gran Canaria, auquel a également participé l’Hôpital Rio Carrión de Palencia.

En 2002, ils ont commencé à travailler avec l’image neurologiques (images du cerveau par résonance magnétique), et en particulier une modalité inédite en Castille-León: l’IRM de diffusion tendancielle. Cette ligne de travail est née de la collaboration établie avec l’Université de Harvard, notamment avec Harvard Medical School, et plus spécifiquement avec le Surgical Planning Lab. Cette modalité, peu conventionnelle et avec une grande résolution d’image, permet de voir la distribution et l’orientation des fibres nerveuses dans la substance blanche du cerveau. Cette information permet de quantifier les connexions neuronales entre différentes zones cérébrales, ce qui fournit, par exemple, des informations sur la récupération des patients après un infarctus cérébral (infarctus) et permet de planifier des opérations pour enlever une tumeur en essayant d’affecter le moins possible le tissu sain. Grâce à des projets ultérieurs, cette forme d’image a été introduite à l’hôpital clinique universitaire de Valladolid et au Centre PET Collectettes de Valladolid.

Dans ce domaine, le groupe LPI collabore avec des radiologues, neurologues, neurochirurgiens et psychiatres, dans les deux hôpitaux publics de Valladolid capitale et avec le CDV (Centre de diagnostic Valladolid), groupe hospitalier privé avec lequel le LPI conclut un accord de partenariat. Au niveau national, l’Institut collabore avec l’hôpital Gregorio Marañón de Madrid et l’hôpital Benito Meni à Sant Boi de Llobregat à Barcelone.

En outre, plusieurs problèmes liés à l’image cardiaque ont été abordés avec l’Institut des sciences du cœur (ICICOR), équipe de pointe nationale de régénération du myocarde avec des cellules souches. La mission de la LPI a été de doter l’ICCOR de la technologie afin de pouvoir faire des mesures répétables et quantifier la fonction myocardienne d’une manière qui ne soit pas soumise à la variabilité.

Ils travaillent actuellement avec une entreprise de Barcelone avec laquelle ils développent un module de reconnaissance automatique des rayons X des mains et des pieds pour détecter les progrès dans la polyarthrite rhumatoïde.

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