Association de génie

Améliorer la neuronavigation pour le confort du praticien et du patient

 Photo: Claude Ernotte - CHU Liège
L'IRM interventionnelle est une véritable avancée en salle d'opération

L’ULg et le CHU de Liège viennent d’acquérir conjointement un équipement de pointe destiné à améliorer la prise en charge des pathologies crâniennes, principalement des tumeurs cérébrales. Cet appareil d’imagerie à résonance magnétique (IRM) interventionnelle, conçu pour la salle d’opération, permet au neurochirurgien d’optimaliser la neuronavigation en “rafraîchissant” en cours d’intervention les images du cerveau réalisées la veille par des techniques d’imagerie plus classiques, et sur lesquelles il suit en continu les déplacements de ses instruments chirurgicaux. Son geste est donc plus précis, plus sûr et surtout plus efficace.

Fin janvier 2007, un premier patient liégeois a bénéficié de cette nouvelle technologie. Depuis, les interventions se succèdent au rythme de plusieurs par semaine. « Notre savoir-faire chirurgical est aujourd’hui associé à un environnement technologique très performant, comprenant la neuronavigation, le microscope opératoire à fluorescence et maintenant les images intra-opératoires telles que l’échographie et surtout l’IRM interventionnelle. Nous offrons ainsi ce qui se fait de mieux en matière de traitement chirurgical des tumeurs cérébrales, pour améliorer la survie et la qualité de vie des patients », s’enthousiasme le Pr Didier Martin, chef du service de neurochirurgie. « Ce nouvel environnement technologique s’intègre dans un contexte plus large, celui de la prise en charge multidisciplinaire de rigueur dans un hôpital universitaire. Les patients bénéficient donc non seulement d’une expertise chirurgicale supportée par une technologie de pointe, mais également des protocoles cliniques et de recherche les plus performants. »

De par le monde sont installées à peine quarante IRM interventionnelles intra-opératoires, c’est-à-dire exclusivement conçues pour la salle d’opération et non « détournées » d’un usage diagnostique conventionnel. En Belgique, seuls deux centres possèdent un tel outil : Erasme( ULB) et, depuis le début de l’année, le service de neurochirurgie du CHU de Liège.

L’intérêt clinique de l’IRM interventionnelle est limpide : il ne faut plus attendre l’IRM de contrôle, souvent réalisée le lendemain de l’opération, pour savoir si la tumeur a bien été enlevée en totalité... ou s’il faut réopérer le patient. Mieux, cette technique a repoussé les limites du traitement. Elle permet d’élargir d’emblée l’exérèse de la tumeur, ce qui améliore le pronostic et la qualité de vie du patient. Mais pourquoi cet investissement ambitieux – plus d’un million d’euros – a-t-il été consenti pour moitié par l’Université ? C’est là qu’interviennent les compétences des chercheurs en génie biomédical. Au hasard d’une discussion à propos de Boston, ville où a été installée la première IRM interventionnelle, l’ingénieur Jacques Verly et le neurochirurgien Pierre Robe se sont rapidement rendu compte de la convergence de leurs centres d’intérêt.

Les ingénieurs à la rescousse

« On a constaté à travers le monde que les potentialités d’une IRM interventionnelle n’étaient pleinement exploitées en clinique que si médecins et ingénieurs collaboraient au sein d’un projet interdisciplinaire de recherche à long terme », détaille le Pr Jacques Verly, l’un des fondateurs de l’unité de recherche en exploitation des signaux et images (Intelsig) du département d’électricité, électronique et informatique (Institut Montefiore). « Les ingénieurs spécialisés dans le traitement de l’image peuvent rendre cet outil exceptionnel encore plus utile pour les médecins. Notre projet, avec les neurochirurgiens Pierre Robe et Didier Martin, est de développer à Liège un centre d’excellence en neurochirurgie guidée par l’image. »

Les travaux menés par l’équipe du Pr Verly, initialement en collaboration avec le service de neurochirurgie du Pr Jacques Brotchi à l’hôpital Erasme, ont déjà abouti à une amélioration de la qualité de l’image, ainsi qu’à des algorithmes plus efficaces pour superposer avec une grande précision les images réalisées avant l’intervention et celles réalisées au cours de celle-ci (ce qu’on appelle le “recalage rigide”).

Consensus facultaire

Le nouveau projet de cinq ans déposé dans le cadre de cet investissement va plus loin : il ambitionne de prédire la déformation du cerveau provoquée par l’ouverture de la boîte crânienne, puis par la résection de la tumeur (ce qui nécessite un “recalage non rigide”). Un véritable défi que s’attache à relever Lara Vigneron, assistante et doctorante du Pr Verly.

En plus de l’Institut Montefiore, ce projet de recherche implique les deux autres grands départements de la faculté des Sciences appliquées. Le département d’aérospatiale et mécanique a développé le logiciel Metafor, élaboré pour simuler la déformation du cerveau; le chercheur ingénieur physicien Romain Boman se joint d’ailleurs à Lara Vigneron pour mener à bien le projet. Le département d’architecture, géologie, environnement et constructions fournit quant à lui les modèles élastiques et viscoélastiques utiles pour établir les lois de déformation du cerveau. Un bel exemple d’interdisciplinarité, dans la droite ligne de la stratégie élaborée par la faculté des Sciences appliquées, qui propose depuis cette année une maîtrise en génie biomédical. Ce secteur est probablement en passe de devenir l’un des fleurons internationaux de l’ULg.

Un geste toujours plus précis L’IRM interventionnelle à bas champ magnétique (0,15 Tesla) installée au CHU offre des images de résolution moindre que les IRM de 1,5 ou 3 Tesla utilisées à des fins diagnostiques et de planification de l’intervention chirurgicale. Les images réalisées la veille présentent donc toujours un intérêt majeur pour guider le geste du neurochirurgien, d’autant plus que s’y ajoutent celles du scanner et de la tomographie à émission de positons (PET-scan), synchronisées et importées en salle d’opération. Leur inconvénient – majeur, lui aussi – réside dans le fait qu’elles ne correspondent plus vraiment à la réalité : dès l’ouverture de la boîte crânienne et pendant toute l’opération, les rapports anatomiques changent. Cette déformation est évidemment encore accentuée par les gestes du neurochirurgien qui enlève progressivement la tumeur. La pertinence des images préopératoires se réduit donc progressivement. « Nous utilisons les différentes images préopératoires pour construire un modèle biomécanique du cerveau », explique la chercheuse responsable du projet, Lara Vigneron (elle aussi passée par Boston et sa pépinière de chercheurs de Harvard et du MIT). « Les images acquises pendant l’opération nous permettent de déterminer les déplacements de certaines caractéristique, telles que les surfaces du cortex, ventricules et tumeurs. Nous essayons de propager ces déformations de surface à tout le volume du cerveau, de manière à déformer de la même façon les images préopératoires. Le neurochirurgien pourra alors travailler à partir de ces images préopératoires actualisées. » Depuis plus de quatre ans, Lara Vigneron travaille sur des données envoyées de Boston et de Bruxelles. A présent, elle va pouvoir travailler à partir d’images liégeoises, en collaboration étroite avec le Dr Pierre Robe et le Pr Didier Martin. Photo: Claude Ernotte - CHU Liège

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20 bougies pour le CHU

2007 sera une année festive pour l’hôpital universitaire

Photo: ULg-TILT Houet

Le CHU de Liège fête cette année le 20e anniversaire de son autonomie. Conçu au début des années 60, l’hôpital universitaire connaîtra une gestation longue d’un quart de siècle avant d’ouvrir enfin ses portes en 1985. Ce n’est toutefois qu’en 1987 que son existence à part entière, juridiquement distincte de celle de l’ULg, sera actée par le Moniteur belge et que les derniers lits de Bavière seront accueillis au Sart-Tilman.

En 20 ans, après une difficile étape de redressement financier et une politique d’élargissement plus enthousiasmante, le seul hôpital universitaire en région wallonne est parvenu à l’âge adulte. Avec 4373 collaborateurs salariés, une implantation sur cinq sites, 25 000 admissions et 635 000 consultations annuelles, le CHU de Liège tient le bon cap malgré les restrictions croissantes imposées au budget des soins de santé.

Premier temps fort des festivités du 20e anniversaire, un petit déjeuner a rassemblé au moment de la Saint-Valentin plus de 1500 membres du personnel. D’autres actions sont organisées tant à l’intention du personnel de l’hôpital (un concours ludique au bénéfice de la recherche, une fête du personnel) qu’à celle des patients, des médecins et des habitants de la région : une exposition sur le CHU dans le monde (en juin), un colloque international sur la spécificité des hôpitaux académiques (en septembre), une journée portes ouvertes (en octobre), des concerts, etc. Nous y reviendrons en temps opportun.

 

Anne Pironet