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L’imagerie médicale : au coeur du cathétérisme cardiaque - Par : Luc Duong,

L’imagerie médicale : au coeur du cathétérisme cardiaque


Luc Duong
Luc Duong est professeur au Département de génie logiciel et des TI à l’ÉTS, et chercheur au Centre de Recherche du CHU. Ses recherches touchent l’imagerie médicale, la vision artificielle, les algorithmes et l’intelligence artificielle.

cathétérisme

Le raffinement des techniques de diagnostic et de traitement cardiaques invasifs est au centre des plus grands défis de l’histoire de la médecine du siècle dernier. Comme toute grande découverte, le développement du cathétérisme cardiaque s’appuie sur une succession d’événements, certains fortuits, qui ont façonné  à leur manière l’histoire de ce sujet passionnant.

Le cathétérisme est une procédure qui consiste à insérer un long tube mince, le cathéter, par une petite incision afin d’atteindre de la façon la moins invasive possible les structures anatomiques en fonction pour le diagnostic ou le traitement. L’invention du cathétérisme remonte aux Égyptiens (3000 av. J.-C.), mais ce n’est qu’en 400 av. J.-C., au temps d’Hippocrate, que le fonctionnement du coeur1  a été documenté pour la première fois. Le terme cathétérisme a été introduit par Claude Bernard, un physiologiste français, dont les travaux ont mené en 1844 à une série de découvertes toutes aussi fascinantes les unes que les autres. L’une d’elles consiste en la mesure de la température des ventricules par l’insertion d’un long thermomètre par la carotide. Une série de découvertes physiologiques s’en est suivi (Chauveau et Marey, 1868: mesure de la systole et diastole, Fick, 1870: formule pour le calcul du débit cardiaque, etc.). La dernière découverte notable du 19e siècle est sans nul doute celle de Röntgen en 1895, les rayons X, qui a été décisive dans le développement du cathétérisme. En 1956, le prix Nobel de médecine a été décerné à Cournand, Richards et Forssmann en reconnaissance pour leurs travaux respectifs documentés par radiographies sur le cathétérisme cardiaque. Sans la radiographie, il aurait été très difficile de faire valoir cette contribution scientifique.

Figure 1 Extraction des artères coronaire (en rouge) à partir d'une radiographie 2D (source: [2])

Figure 1 Extraction des artères coronaires (en rouge) à partir d’une radiographie 2D (source: [1])

De nos jours, le développement de l’imagerie dans le domaine du cathétérisme est toujours un sujet très actuel. L’imagerie médicale serait l’un des onze principaux progrès de la médecine réalisés au cours du dernier millénaire, selon la revue du millénaire du prestigieux New England Journal of Medecine2. L’imagerie est toujours prépondérante dans le développement de nouvelles techniques pour des interventions percutanées plus sûres. Le développement de technologies pour le cathétérisme ne cesse de prendre de l’expansion. Les interventions mini-invasives, tout spécialement dans le domaine de la cardiologie, mais aussi dans des domaines réputés pour opérer de façon classique tels que l’orthopédie, connaissent une popularité grandissante dans le domaine médical. Ces interventions, réalisées en effectuant de petites incisions, sont attrayantes comparativement aux interventions classiques, mais nécessitent des outils très spécialisés. Depuis l’avènement de l’ère numérique, nous assistons à une véritable prolifération de solutions logicielles pour assister le chirurgien en permettant la navigation à l’intérieur des structures vasculaires complexes. Le problème fondamental est que l’image 2D ne permet pas de bien caractériser la nature 3D des structures vasculaires complexes. L’imagerie 3D temps-réel adaptée pour la cardiologie interventionnelle permettrait de mieux guider toute intervention par cathétérisme, mais le développement de telles techniques n’est pas évident. Les avancées en imagerie ouvrent la voie à une modélisation plus précise et plus robuste de la réalité complexe des structures anatomiques humaines et éventuellement à la possibilité d’assister les cliniciens aussi bien dans la prise de décision au quotidien que durant une intervention. Dans ce dernier cas, les techniques proposées doivent satisfaire non seulement les contraintes de précision et de robustesse mais aussi de temps réel.

Voyager à l’intérieur du corps humain a toujours fasciné – d’où le film Fantastic Voyage. Ce vieux rêve de science-fiction deviendra-t-il réalité dans le prochain millénaire?

Pour nous joindre et en apprendre davantage sur les projets de recherche en cours ainsi que sur les opportunités pour de nouveaux étudiants, consulter le site du Laboratoire d’imagerie interventionnelle

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Luc Duong

Profil de l'auteur(e)

Luc Duong est professeur au Département de génie logiciel et des TI à l’ÉTS, et chercheur au Centre de Recherche du CHU. Ses recherches touchent l’imagerie médicale, la vision artificielle, les algorithmes et l’intelligence artificielle.

Programme : Génie logiciel  Génie des technologies de l'information 

Laboratoires de recherche : LIVE – Laboratoire d'imagerie interventionnelle 

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