Soigner l'anévrisme de l'aorte grâce à la réalité virtuelle

Publié par Adrien le 16/10/2015 à 00:00
Source: Université de Montréal

Gilles Soulez, professeur et directeur du Département de radiologie, radio-oncologie et médecine nucléaire. Photo: Claude Kauffmann, CRCHUM.
Gilles Soulez, radiologiste au CHUM, chercheur au Centre de recherche du Centre hospitalier de l'Université de Montréal (L’Université de Montréal est l'un des quatre établissements d'enseignement...) (CRCHUM), également professeur au Département de radiologie, radio-oncologie et médecine nucléaire (La médecine nucléaire est l'ensemble des applications médicales des radiotraceurs,...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande...) - dont il est directeur -, a présenté les dernières avancées de son programme de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) en radiologie interventionnelle à l'occasion d'une conférence honorifique au congrès de la Cardiovascular and Interventional Radiology Society of Europe (CIRSE), le 27 septembre dernier.

Depuis 25 ans, le Dr Soulez participe au développement de technologies d'imageries médicales pour prévenir les complications, opérer et suivre les patients aux prises avec un anévrisme (Un anévrisme ou anévrysme (du grec ancien,...) de l'aorte abdominale. Au coeur du problème : bien visualiser la zone à traiter. "Les avancées remarquables en imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui...) ont permis d'améliorer les chirurgies et de développer des interventions moins invasives. Mais les images sont encore loin d'être parfaites. Nous voulons développer de nouveaux logiciels pour maximiser l'utilisation des images générées avec les technologies actuelles d'échographie, de scanner (Un scanneur, ou numériseur à balayage est l'équivalent du terme anglais scanner, qui vient du...) ou d'imagerie par résonnance magnétique (IRM) pour ultimement avoir des traitements plus personnalisés", dit-il.

Sur l'écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent...), l'image en couleur (La couleur est la perception subjective qu'a l'œil d'une ou plusieurs fréquences d'ondes...) de l'aorte abdominale, un gros vaisseau sanguin qui part du coeur et descend vers l'abdomen (L’abdomen désigne une partie du corps humain ou du corps d'un animal.) pour distribuer le sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le...) dans tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) le corps. Mais il y a quelque chose d'anormal sur la photo : une zone distendue forme une sorte de petit ballon. C'est un anévrisme de l'aorte abdominale, une maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal...) due à un affaiblissement de la paroi du vaisseau. Liée à des facteurs de risques de l'athérosclérose comme l'hypertension et le tabagisme (Le tabagisme est le fait de consommer du tabac, produit manufacturé élaboré à...), cette maladie est la 13e cause de mortalité en Amérique (L’Amérique est un continent séparé, à l'ouest, de l'Asie et...) du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.). Elle touche particulièrement les hommes. "Si vous avez une rupture de l'anévrisme, vous avez une chance sur deux d'en mourir", explique le Dr Gilles Soulez.

Opérer, ou ne pas opérer ?

Actuellement, une simple échographie abdominale ou une mesure de l'aorte au scanner permet de dépister les patients à risque de rupture d'un anévrisme. Au-delà d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de 5 cm pour la femme et 5,5 cm pour l'homme (Un homme est un individu de sexe masculin adulte de l'espèce appelée Homme moderne (Homo...), on recommande habituellement d'intervenir. Mais les opérations comportent des risques. Les chercheurs veulent donc affiner le dépistage (Le dépistage, en médecine, consiste en la recherche d'une ou de plusieurs maladies ou...), pour proposer le traitement le plus approprié aux patients qui ont réellement besoin (Les besoins se situent au niveau de l'interaction entre l'individu et l'environnement. Il est...) d'une intervention.

Pour éviter la rupture du petit ballon formé par l'anévrisme aortique abdominal, il existe deux options de traitement : la chirurgie (La chirurgie est une technique médicale consistant en une intervention physique sur les...) par laparoscopie pour remplacer la section malade ou l'installation d'une endoprothèse - communément appelée "stent-graft" -  à l'aide d'un cathéter inséré dans l'aine, qui suit les voies naturelles jusqu'à l'emplacement de l'anévrisme. Cette dernière option est moins invasive, mais chez certains patients, la morphologie de l'anévrisme ne s'y prête pas.

À l'aide d'images au scanner, les recherches du Dr Soulez permettent de créer une image en trois dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...) de toutes les composantes de l'anévrisme, à savoir la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...), le thrombus ou caillot, la paroi et les calcifications. "Ce maillage sert à établir des profils de croissance de l'anévrisme. Nous travaillons maintenant à créer des simulations pour mieux prévoir le risque de rupture, en ajoutant  les propriétés biomécaniques comme l'élasticité ou la connectivité entre les tissus à chaque pixel (Le pixel, souvent abrégé px, est une unité de surface permettant de mesurer une...) du maillage", décrit le Dr Soulez.


Reconstruction tridimensionelle d'un anévrisme de l'aorte abdominale avec représentation en couleur du diamètre. Image: CRCHUM.
Réalité virtuelle

La simulation va aussi aider à l'intervention en salle d'opération. Actuellement, l'opération se fait à partir des images statiques prises au scanner avant l'intervention. L'intervention elle-même se fait sous fluoroscopie, en injectant du colorant (Un colorant est une substance utilisée pour apporter une couleur à un objet à...) dans les vaisseaux à traiter. "L'image générée par rayon X (Les rayons X sont une forme de rayonnement électromagnétique à haute fréquence...) montre le colorant dans les vaisseaux et la prothèse (Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer un membre, un organe...) qu'on est en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de...) d'insérer, mais pas la paroi. Cette approche nécessite beaucoup de colorant, un produit qui peut être toxique pour les patients s'il est utilisé en trop grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire,...)", explique le radiologue.

Grâce à une subvention (Une subvention est une aide financière, c’est-à-dire une somme d’argent, qui est...) des Instituts de recherche en santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste...) du Canada (IRSC) et en partenariat avec la firme Siemens, le laboratoire du Dr Soulez a développé une approche qui combine toutes les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) disponibles pour importer un modèle virtuel en salle d'angiographie. "On superpose les images et ça aide à visualiser la zone à traiter. Mais dans la réalité, les outils qu'on introduit dans le corps pendant l'intervention déforment les organes. Nous testons en ce moment au CHUM et à Halifax une nouvelle approche qui permet la reconnaissance automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la...) par ordinateur (Un ordinateur est une machine dotée d'une unité de traitement lui permettant...) des outils qu'on introduit dans le corps pendant l'intervention pour corriger la déformation qu'ils induisent. Nous espérons que ce modèle de simulation-intervention va améliorer la précision des interventions."

Les recherches en radiologie interventionnelle du Dr Soulez visent aussi à faire en sorte que la "plomberie (La plomberie est une spécialité de l'ingénieur en Mécanique appliquée au...)" installée chez les patients tienne bien en place. Il arrive que la tuyauterie ait des fuites, ce qui peut entraîner une rupture de l'anévrisme qu'on tentait pourtant d'éviter. Après l'opération par endoprothèse, les patients passent un scan annuel. Une nouvelle technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) par ultrasons développée (En géométrie, la développée d'une courbe plane est le lieu de ses centres de...) en collaboration avec Guy Cloutier (CRCHUM), appelée élastographie, s'avère prometteuse non seulement pour repérer efficacement ces fuites, mais aussi pour évaluer comment l'anévrisme guérit. Et enfin, le nec plus ultra (ULTra (pour (en)« Urban Light Transport ») est un système de transport...) de cette réparation endovasculaire, c'est la prothèse bioactive et l'injection (Le mot injection peut avoir plusieurs significations :) d'un gel, autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de la prothèse pour prévenir ou colmater les fuites. Ces nouveaux biomatériaux sont développés en collaboration avec Sophie Lerouge (CRCHUM).
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