GAMMA-MRI - Une technologie biomédicale radicalement innovante

L’enjeu

L’imagerie médicale a profondément transformé les soins de santé en Europe, de la phase diagnostique à la planification thérapeutique. Il est désormais impensable d’imaginer un système de santé moderne sans ses apports. Au cours des dernières décennies, les progrès technologiques ont été le moteur de l’émergence de nouvelles modalités d’imagerie, en :

• améliorant les techniques existantes fondées sur des principes physiques établis (par exemple, la tomodensitométrie spectrale ou à faible dose) ;
• rendant possibles de nouveaux outils cliniques de routine (comme l’imagerie par tenseur de diffusion) ;
• ouvrant des perspectives inédites pour la recherche, le diagnostic et le traitement.

Cependant, des limitations persistent, telles qu’un manque de sensibilité, une faible résolution spatiale ou une accessibilité restreinte aux dispositifs, qui freinent encore l’application de l’imagerie médicale aux grands enjeux de santé publique, en particulier dans le contexte du vieillissement démographique européen.

Plus de 165 millions de personnes en Europe sont affectées par au moins une pathologie cérébrale (Alzheimer, Parkinson, démence, AVC, etc.). La majorité de ces affections neurologiques étant liées à l’âge, leur incidence est appelée à croître fortement. Il s’agit là d’un défi sociétal majeur, tant à l’échelle européenne que mondiale.

L’AVC, à lui seul, constitue la deuxième cause de mortalité et la troisième cause d’invalidité dans le monde. Environ 85 % des AVC sont ischémiques et peuvent être traités par thrombolyse ou thrombectomie, à condition d’être pris en charge dans une fenêtre temporelle étroite de 4 à 8 heures après l’apparition des symptômes.

Objectifs du projet

• Maintenir et maximiser la polarisation du xénon métastable hyperpolarisé (mXe) par pompage optique à échange de spin (SEOP).
• Étudier les stratégies optimales d’échantillonnage de l’espace K et simuler la réponse du système à l’émission gamma.
• Définir et développer la configuration matérielle et logicielle du prototype GAMMA-MRI.
• Élaborer un modèle biophysique permettant de réaliser une première preuve de concept en imagerie préclinique.

Résultats

Production de xénon hyperpolarisé émetteur de rayonnements gamma, conservant sa polarisation jusqu’à son administration à l’organe cible.

Développement de techniques avancées d’acquisition et de reconstruction d’images, basées sur la physique fondamentale et l’intelligence artificielle.

Conception et assemblage d’un premier prototype doté d’un aimant polyvalent à bas champ.