Des ultrasons pour combattre les tumeurs hépatiques
Les tumeurs hépatiques peuvent être bénignes ou malignes; dans le cas où elles sont malignes, elles peuvent être classifiées comme primaire ou secondaire. En Europe, une lésion solitaire au foie proviendrait d'un carcinome métastatique plutôt que d'une tumeur hépatique primaire. Les facteurs de risque principaux du cancer hépatique sont l'infection à l'hépatite B ou C, la consommation importante d'alcool, tous des facteurs de risques de la cirrhose. Les fumeurs et les diabétiques courent également un risque, tandis que la consommation d'aliments contaminés d'aflatoxine est une cause de cancer hépatique dans de nombreux pays en développement. Souvent, les symptômes du cancer hépatique ne sont observables qu'à un stage ultérieur, empêchant un diagnostic précoce. L'une des méthodes pour le traitement d'une tumeur hépatique est l'application d'ultrasons. Les ultrasons permettent de faire beaucoup plus que simplement enregistrer des images de notre corps. Des ondes d'ultrasons puissantes et concentrées sont ciblées sur la partie du corps à traiter pour augmenter la température des cellules cancéreuses jusqu'à 60 degrés Celsius pour les détruire sans endommager les tissus sains environnants. Jusqu'à présent, le traitement d'ultrasons focalisés n'a été approuvé que pour certaines maladies, comme les tumeurs du col de l'utérus et le cancer de la prostate. Dans ce contexte, des chercheurs du projet FUSIMO, financé par l'UE, ont travaillé à étendre l'application de cette méthode à d'autres organes mobiles dans l'abdomen à chaque inspiration, comme le foie. Aujourd'hui, deux ans après le lancement du projet, de nombreux résultats prometteurs ont été démontrés. Le traitement du foie par ultrasons focalisés présente un problème important: l'organe se déplace d'avant en arrière pendant la respiration. Cette mobilité renforce le risque que la trajectoire du faisceau d'ultrasons manque les cellules cancéreuses et atteigne les tissus sains. Pour cela, les chercheurs n'ont appliqué cette méthode aux patients que sous anesthésie générale. Pour traiter une tumeur avec les ultrasons, le ventilateur médical est mis sur pause pour quelques secondes afin que le patient soit immobile. Pourtant, l'anesthésie générale présente ses propres risques et fatigue le patient, annulant le plus grand avantage de la thérapie par ultrasons focalisés, sa nature non-invasive. Pour résoudre ce problème, le projet FUSIMO emploie une stratégie différente. Si le traitement par ultrasons appliqué à un foie en mouvement peut être simulé par un ordinateur aussi fidèlement que possible, le potentiel d'exploitation de ce traitement sur l'organe, sans anesthésie générale, augmente. La thérapie par ultrasons ne serait activée que lorsque la tumeur passe dans la trajectoire du faisceau ou en suivant le mouvement de l'abcès hépatique en sorte qu'il reste dans la trajectoire du faisceau. FUSIMO, coordonné par les chercheurs du Fraunhofer MEVIS, développera, établira et validera un modèle à plusieurs niveaux pour les organes abdominaux mobiles à utiliser pour la thérapie par ultrasons focalisés et la chirurgie d'ultrasons concentrés guidés par résonance magnétique. Depuis deux ans, le projet a établi un point de repère important: les experts ont développé un logiciel permettant de simuler individuellement pour chaque patient des opérations par ultrasons sur le foie. Les données de résonance magnétique ont permis d'établir la base à partir de laquelle des images en 3D de l'abdomen de patients sont générées avec des informations supplémentaires sur les mouvements respiratoires. Les simulations d'intervention par ultrasons avec le logiciel FUSIMO se basent sur ces ensembles de données. Pour initier une simulation, les chercheurs encodent simplement le temps, l'emplacement, et la force d'activation désirée pour les ultrasons. Le logiciel créé par l'institution allemande en vue de simuler la température abdominale relie deux développements: le calcul de diffusion d'ultrasons fourni par l'entreprise israélienne InSightec Ltd. ainsi qu'un modèle de mouvement du foie pendant la respiration provenant du Computer Vision Lab de l'ETH Zurich. Le logiciel crée une carte de température abdominale qui indique si une tumeur mobile est suffisamment chaude et si les tissus environnants sont endommagés. Dans le cas de résultats médiocres, la simulation peut être répétée selon différents paramètres. À long terme, le logiciel peut assister les médecins à programmer des opérations et à suivre les résultats thérapeutiques. Lors du congrès européen de radiologie tenu à Vienne, un responsable de radiologie de la La Sapienza University à Rome, Carlo Catalano, avait déclaré que: «La technique d'ultrasons focalisés à haute intensité (HIFU) guidée par IRM est devenue une méthode de traitement fréquemment appliquée pour les tumeurs non invasives, par exemple pour le traitement de fibroadénome de l'utérus et dans le cas de métastase osseuse, mais le traitement de tumeurs dans des organes mobiles représente un défi important en raison des nombreuses complexités». À cet égard, FUSIMO est un projet intéressant lancé pour développer des simulations informatiques pour le traitement de lésions hépatiques par ultrasons focalisés. En coopération avec l'Institut de science et technologie médicale (IMSaT) de l'université de Dundee et de l'université italienne La Sapienza, les experts de l'Institut Fraunhofer MEVIS amélioreront le logiciel pour la durée de temps restante du projet et le valideront en comparant les données expérimentales aux résultats des simulations, nécessaires pour déterminer le caractère réaliste du logiciel. En principe, la procédure peut être appliquée à d'autres organes abdominaux mobiles difficiles à cibler par faisceau ultrason, comme l'estomac, les reins et le duodénum. De plus, les spécialistes se penchent sur un «médicament-taxi»: un médicament oncologique compris dans un petit globule gras et introduit dans le système circulatoire. Les ultrasons focalisés servent de clés pour ouvrir les globules lorsqu'ils se trouvent à l'intérieur de tumeurs dans les organes comme le foie. Ce processus renforce l'efficacité du médicament et minimise les effets secondaires dangereux. Les procédures peu invasives permettent un rétablissement et une convalescence plus rapide que la chirurgie traditionnelle. Étant donné que ces procédures sont moins invasives qu'une opération chirurgicale classique, la douleur et la durée de convalescence en sont réduites. Ce logiciel innovant aidera les médecins à programmer des opérations et à suivre l'issue de traitement, ainsi que de programmer des traitements non invasifs personnalisés qui aideront des millions de patients atteints de maladies graves dans le monde entier. FUSIMO est l'acronyme de «Patient specific modelling and simulation of focused ultrasound in moving organs» (Modélisation et simulation personnalisée d'ultrasons focalisés dans les organes mobiles). Le projet a été lancé en 2011 et est financé à hauteur de 4,7 millions d'euros pour une durée de trois ans. Onze institutions originaires de neuf pays sont impliquées. Le projet est coordonné par l'Institut Fraunhofer d'informatique liée à l'imagerie médicale MEVIS de Brême, en Allemagne.Pour plus d'informations, consulter: Institut Fraunhofer d'informatique liée à l'imagerie médicale MEVIS: http://www.mevis.fraunhofer.de/en
Pays
Allemagne
