Suivre les déformations du foie

Informaticien à l’IRT b-com(1), Lucas Royer réalise sa thèse(2) sur l’amélioration d’une procédure de chirurgie mini-invasive du foie. Cet organe mou se déforme au fil de la respiration et des gestes médicaux, le cœur ou les artères (lire article ci-contre), mais les problématiques que rencontrent les cliniciens sont très proches. L’ablation par radiofréquence est une intervention courante pour traiter le cancer du foie. Il s’agit de brûler les cellules tumorales à l’aide d’une aiguille.

« Ces tumeurs ont, elles aussi, tendance à bouger », précise le doctorant. Pendant l’intervention, l’échographie a l’avantage de livrer une image en temps réel, mais elle ne donne qu’une information partielle : les os cachent ce qu’il y a derrière. « Seules 50 % des tumeurs sont visibles. L’idée est donc de fusionner cette image avec l’IRM du patient qui offre une information beaucoup plus complète. » Depuis 2013, Lucas Royer développe un algorithme qui mesure les déformations du foie et des cibles tumorales visualisées sur l’échographie et les reproduit sur l’IRM afin de guider au mieux le clinicien au cours de son geste.

La première tâche de l’algorithme consiste à comprendre la trajectoire de l’organe mou en perpétuel mouvement. Cette capacité a été testée à la fin de 2014, à Inria Rennes, sur un fantôme, une sorte de bloc gélatineux qui mime le foie et contient des cibles représentant les tumeurs. « Un robot compresse et relâche le fantôme selon une trajectoire connue », décrit le doctorant. L’algorithme traite l’image échographique de l’expérience et propose une trajectoire conforme à la trajectoire initiale. Concluants, ces premiers résultats ont amené Lucas Royer à participer, en janvier et octobre 2015, à un challenge international organisé par des spécialistes du domaine(3). « Cette fois, l’exercice était effectué sur des images réelles de patients : vingt-deux échographies d’une minute issues d’une base de données publique. Il s’agissait de comparer les résultats de l’algorithme avec l’analyse faite par des professionnels de la santé. » À chaque fois, l’algorithme de Lucas Royer est arrivé en tête, devant des dizaines de concurrents mondialement reconnus.

La deuxième tâche que l’algorithme doit accomplir n’est pas moins ardue. En analysant l’échographie et l’IRM du patient, il doit identifier les correspondances concernant la forme de l’organe et, même, savoir corriger les aberrations éventuelles, afin d’appliquer sur l’image finale les bonnes déformations aux bons endroits. Au début de février, le doctorant a donc entamé une nouvelle phase de tests en collaboration avec un interne en radiologie, Anthony Le Bras, du CHU de Rennes. Les deux experts ont enregistré une IRM et une échographie d’un volontaire. « Cette expérience fournit la preuve du concept, mais pas une validation clinique », souligne-t-il. Sa thèse, qu’il soutiendra à la fin de l’année, a fait l’objet du dépôt d’un brevet. « 7000 cas de cancer du foie sont enregistrés chaque année en France, rappelle Lucas Royer. Et l’ablation par radiofréquence connaît un taux d’échec de 15 %. » Son algorithme favoriserait de façon significative le succès de cette procédure chirurgicale !