L’imagerie médicale joue un rôle crucial dès les premières heures dans le cas d’un AVC par exemple. Le projet de Gamma-MRI est une technologie d’imagerie qui combine la haute sensibilité de la détection des rayons gamma avec la haute résolution et la flexibilité de l’IRM.
Dr Stavroula Pallada
Professeure HES-SO Genève
Plus de 165 millions de personnes en Europe sont touchées par au moins une maladie du cerveau. La plupart des maladies neurologiques sont liées au facteur de vieillissement de la population. Leur incidence devrait augmenter. L’AVC est à lui seul la deuxième cause de décès et la troisième cause d’invalidité dans le monde. Près de 85 % des AVC sont du sous-type ischémique qui peut être traité en rétablissant la circulation sanguine dans le cerveau ischémique par thrombolyse ou thrombectomie, mais seulement si cela est effectué dans un laps de temps relativement court de 4 à 7 heures après la survenue de l’ischémie. L’évolution des lésions ischémiques varie beaucoup d’un patient à l’autre. Il est essentiel de sélectionner de façon rigoureuse le traitement du patient en se basant sur les propriétés d’imagerie du cerveau ischémique afin d’obtenir une amélioration significative des résultats.
One size fits all
Gamma-MRI va développer un dispositif d’imagerie moléculaire clinique basé sur le principe physique de l’émission gamma anisotrope du xénon métastable hyperpolarisé. Dans le passage stratégique de l’approche globale « one size fits all » à la médecine personnalisée, l’imagerie moléculaire joue un rôle essentiel. Malgré les avancées technologiques importantes des dernières décennies, l’imagerie médicale (notamment pour le cerveau) repose fortement sur des machines très coûteuses, complexes et encombrantes. De plus, l’IRM souffre d’une faible sensibilité, qui n’est que partiellement compensée par les progrès récents en matière d’hyperpolarisation. Par ailleurs, les modalités d’imagerie TEP et TEM très sensibles offrent une résolution spatiale limitée. Outre ces compromis, l’accès limité à des dispositifs adaptés constitue toujours un frein à l’applicabilité de l’imagerie médicale pour relever les défis majeurs de la santé dans les pathologies liées au cerveau, même en Europe.
Technologie d’imagerie
L’évolution des lésions ischémiques varie beaucoup d’un patient à l’autre. Pour obtenir une amélioration significative des résultats des patients, il s’avère crucial de sélectionner de façon rigoureuse le parcours de soins en se basant sur les images du cerveau ischémique dans un court laps de temps de quelques heures seulement. Malheureusement, l’imagerie moléculaire capable d’accélérer la prise en charge des patients, est presque inexistante. Gamma-MRI est une technologie d’imagerie qui change la donne, en combinant notamment la haute sensibilité de la détection des rayons gamma avec la haute résolution et la flexibilité de l’IRM, permettant ainsi de réduire de façon importante le coût de l’imagerie moléculaire. Six groupes de travail étroitement liés couvriront les domaines suivants : la production d’isomères de xénon hyperpolarisés émettant des rayons gamma, la préservation de l’hyperpolarisation jusqu’à l’acheminement vers l’organe ciblé, le développement de l’acquisition et de la reconstruction d’images avancées à l’aide d’approches basées sur la physique et l’intelligence artificielle, la conception et l’assemblage du prototype sur un aimant polyvalent à faible champ et la mise en œuvre de la première expérimentation préclinique d’imagerie cérébrale par IRM gamma.
Modalités d’imagerie
Le projet IRMy développera un prototype fonctionnel d’imagerie moléculaire in vivo, basé sur une technologie révolutionnaire, permettant d’exploiter simultanément la sensibilité de la détection gamma (γ) et la résolution spatiale ainsi que la flexibilité de l’IRM. L’imagerie médicale a révolutionné les soins de santé en Europe, du diagnostic aux programmes de traitement. Au cours des dernières décennies, les développements technologiques ont été au cœur des nouvelles modalités d’imagerie, amenant les modalités existantes aux principes physiques connus, permettant la mise en place de nouveaux outils cliniques de routine, et ouvrant de nouvelles voies pour la recherche, le diagnostic et le traitement. Cependant, le manque de sensibilité, la faible résolution spatiale ou même l’accessibilité des appareils sont autant d’obstacles à l’applicabilité de l’imagerie médicale pour relever les défis de la santé d’une Europe vieillissante.
Approche hybride
Le passage stratégique de l’approche globale « one size fits all » à la médecine personnalisée requiert une approche pluridisciplinaire. Dans ce contexte, l’imagerie moléculaire, aux niveaux cellulaire et moléculaire, des processus impliqués dans ces maladies, est essentielle. Malgré des développements en constante évolution, les efforts actuels en matière d’imagerie médicale (en particulier pour le cerveau) reposent sur des IRM à haut champ encombrants, coûteux et complexes ou sur des scanners hybrides. L’IRMy n’est pas seulement une approche hybride combinant différentes modalités, mais une nouvelle modalité unique, permettant d’obtenir simultanément la haute résolution spatiale de l’IRM et la haute sensibilité de la TEP avec des temps de numérisation plus rapides. Ne nécessitant pas d’IRM à ultra-haut champ, de salles équipées de parois de protection contre les rayonnements électromagnétiques coûteuses, ni la détection de rayons γ en coïncidence comme pour la TEP, l’IRMγ sera moins complexe et donc moins coûteuse que les appareils de pointe actuels, et notamment les appareils hybrides. Cette approche novatrice d’une technologie d’imagerie moléculaire plus précise et disponible à plus grande échelle ouvrira de nouvelles perspectives aux patients et au marché de l’imagerie médicale.
La HES-SO Genève est le coordinateur du projet H2020/FETOPEN, pour une durée de 36 mois. Ce projet permettra de réaliser un prototype IRMγ. Cette modalité d’imagerie révolutionnaire ouvrira la voie aux futures études sur le cerveau humain. Les recherches actuelles à haut risque permettront l’application de l’IRMγ en clinique demain.
IRMy au-delà de l’AOS
L’IRMγ ira bien au-delà de l’AOS en développant une modalité qui enregistre un seul type de signaux combinant la haute résolution de l’IRM, la haute sensibilité de la TEP et la simplicité de la TEM. L’IRMγ utilise des noyaux radioactifs hyperpolarisés qui émettent un rayonnement y.
L’IRMy, pas seulement une approche hybride, mais une nouvelle modalité unique.