La technologie de simulateur de patient et d'IRM
L'IRM n'utilise pas de rayonnements ionisante, il s'agit donc d'une méthode très sure et non-invasive pour déterminer les propriétés statiques et dynamiques des tissus biologiques. Avec le soutien de l'UE au nom du projet MRISIMUL («Enhanced MRI physics simulator»), des scientifiques ont mis au point un outil de simulation réaliste qui fonctionne sur un ordinateur unique. L'idée était d'intégrer les aspects réalistes d'une expérience d'IRM afin de comprendre les mécanismes de génération d'artéfact lors de l'IRM cardiovasculaire. Cela permettra de mieux examiner les protocoles sans avoir besoin d'expériences humaines ou animales coûteuses plus compliquées. Les scientifiques ont mis au point une plateforme MATLAB qui soutient le développement de séquences d'impulsions d'IRM personnalisées et leur application à modeler des objets. MRISIMUL exploite la simulation Bloch, le moyen le plus précis pour étudier l'effet de la séquence d'impulsion sur la magnétisation. Suite à une analyse de puissance computationnelle, l'équipe a déterminé que des temps d'exécution très longs (soit plusieurs jours) étaient nécessaires même à l'aide d'un PC de pointe. Les chercheurs ont remplacé l'approche fondée sur le processeur (CPU) par un grand nombre de noyaux de traitement intégrés avec un processeur graphique (GPU), une fois de plus sur un seul ordinateur. Aujourd'hui, les services de base exigeants (noyau) sont exécutés parallèlement au sein de l'environnement GPU à une vitesse d'environ 228 fois comparé au traitement en série avec un CPU. Cela signifie, par exemple, qu'au lieu de 5 journées entières (120 heures), une simulation nécessite maintenant environ une demi-heure. Dans des systèmes à multi-nœuds, multi-GPU, MRISIMUL a démontré une performance presque extensible de façon linéaire avec un nombre accru de cartes GPU disponibles. L'équipe a désormais mis au point un modèle 3D du cœur et du torse humains qui simule les mouvements adéquats, dont la respiration, le cœur et le simple flux. Le modèle peut être installé à partir du site web du projet. Là, les utilisateurs trouveront également une distribution spatiale «floue» du cerveau, comprenant 11 types de tissus. MRISIMUL a été accueilli chaleureusement par la communauté scientifique, dont sa première description est apparue dans la revue Journal of Cardiovascular Magnetic Resonance, obtenant la mention d'«accessibilité renforcée» en moins d'un mois depuis sa publication. Le projet ouvre également la voie pour l'extension à d'autres domaines biomédicaux. Les citoyens de l'UE peuvent s'attendre rapidement à de meilleurs diagnostics et soins pour une variété de maladies.
Mots‑clés
IRM, simulateur, imagerie par résonnance magnétique, tissus biologiques, génération d'artéfact, cardiovasculaire