Imagerie médicale

Contexte

Les exigences et les nouveaux défis en matière de santé aujourd’hui confèrent à l’imagerie médicale une place centrale dans les techniques d’investigation en santé et en médecine. L’imagerie médicale ne peut réellement s’appréhender qu’en considérant les problématiques qui se situent sur toute la chaîne de production et d’interprétation des images. L’imagerie médicale a connu des progrès spectaculaires ces dernières décennies, qui la placent aujourd’hui au cœur des révolutions médicales. L’imagerie fine permettant d’accéder de diagnostiquer certaines pathologies à un stade très précoce ou l’imagerie 3D permettant aux chirurgiens d’accéder à des structures très réalistes et en temps réel des organes suffit à en témoigner. Ces progrès reposent sur deux piliers fondamentaux : les innovations d’une part dans les dispositifs d’imagerie avec notamment les systèmes multi-physique couplant la résonance magnétique (IRM) , les ultrasons et l’émission de particules, ou multi-échelle et d’autre part les traitements du signal et de l’image, avec les nouvelles possibilités, jusque là non accessible en matière de reconstruction, de résolution spatiale ou de sensibilité. Toutefois ces évolutions engendrent de nouvelles problématiques notamment dans la physique sous-jacente, le traitement des données, la reconstruction des images et encore l'extraction de l'information pertinente des images.

Travaux associés

Différents travaux sont en cours, ou ont eu lieu, dans les équipes de recherche impliquées dans cet axe stratégique :

Diagnostic des maladies cardiaques par échocardiographie Adrian Basarab Site web
Les maladies cardiovasculaires représentent une des principales causes de mortalité des adultes dans les pays industrialisés. Il est communément accepté que ces maladies sont très souvent accompagnées par des anomalies du mouvement ou de la contraction du cœur au cours du cycle cardiaque. Détecter ces changements reste depuis longtemps un verrou important, et par conséquent l'interprétation des échocardiographies repose quasiment exclusivement sur l'interprétation visuelle du radiologue. Ce genre de diagnostic reste cependant subjectif, basé uniquement sur des résultats qualitatifs à défaut d'avoir accès à des mesures quantitatives. Notre travail, effectué en étroite collaboration avec le laboratoire Creatis à Lyon et le CHU de Lyon, se propose de mettre à disposition des cardiologues des paramètres quantitatifs liés au taux de contraction du myocarde le long du cycle cardiaque. Ce projet multidisciplinaire impliquant du traitement du signal et de l'image, de l'instrumentation ultrasonore et de la recherche clinique a fait l'objet de nombreux articles scientifiques et d'un article de dissémination intitulé "The future of heart scanning" dans la revue International Innovation.  

 

Paléoanthropologie virtuelle

Jean-Pierre Jessel Site web

Les travaux en paléoanthropologie et en anthropobiologie génétique Incluent la comparaison des phénotypes des individus pour leur classement par espèce ou pour le suivi de l’évolution spatiotemporelle en dynamique des populations. La résolution de ces problématiques biologiques implique le développement d’outils informatiques précis et efficaces destinés à quantifier au mieux la variabilité  des formes modernes et fossiles. Les travaux récents en imagerie 3D permettent des analyses plus fines des structures étudiées en anatomie comparée. La description de la variabilité des formes anatomiques est un enjeu important pour comprendre les relations qui existent entre des populations actuelles ou fossiles. Les méthodes de comparaison utilisées doivent être capables de déterminer à la fois des modifications globales mais aussi locales. Il faut également définir les attributs morphologiques de chacun des groupes, c’est à dire les similitudes et les différences entre les spécimens. L’accès à de larges bases de données permet de comparer des surfaces entre elles pour répondre à des questions en paléoanthropologie, traitant de la taxinomie ou l’ontogenèse. 

 

Intégration de l’imagerie par résonance magnétique spectroscopique dans la planification des traitements radiothérapiques

Lotfi Chaari Site web

Le travail présenté ici fait partie des travaux de thèse de Mlle Andrea Laruelo. Cette thèse s’est déroulée dans le cadre du projet européen SUMMER en collaboration avec l’ICR (Institut Claudius Regaud). Les travaux portent sur le traitement et l’exploitation des signaux d’IRM (imagerie par résonance magnétique) spectroscopique pour la caractérisation des différentes natures de tissus lors du diagnostic du cancer. La technique développée permet de distinguer les différentes natures de tissus (normal, tumeur, rechute potentielle après radiothérapie). Un problème inverse est donc formulé et des outils de régularisation avec des transformées en rondelettes sont utilisés pour dériver des estimateurs efficaces. Un algorithme d’optimisation itératif est par la suite proposé pour trouver la solution optimale en un temps raisonnable. 

 

Responsable de la composante: A. Basarab

Contact : Adrian.Basarab (at) irit.fr - 05 61 55 68 82