Unité de recherche dirigée par le Directeur de Recherche au CNRS Olivier Beuf et codirigée par Hugues Benoit-Cattin (Professeur à l’INSA de Lyon) et Pierre Croisille (Professeur à l’Université de Saint-Etienne) , CREATIS (Centre de recherche en acquisition et traitement de l’image pour la santé) est établi au sein de l’Université de Lyon, et a toujours porté haut les couleurs de la région Auvergne-Rhône-Alpes en matière de recherches scientifiques et d’innovations.
CREATIS a pour mission d’acquérir et d’extraire des informations anatomiques, fonctionnelles et métaboliques pour contribuer à la compréhension des tissus et organes vivants sains ou pathologiques en utilisant l’imagerie multi-physique comme outil principal d’exploration. Dans ce contexte, l’engagement des membres du laboratoire est d’identifier les verrous et points de blocage scientifiques théoriques relatifs à l’acquisition et au traitement de ces informations. Le centre répond également au défi d’apporter davantage de réponses aux grandes questions médicales dont les enjeux sont aujourd’hui majeurs.
Une approche multidisciplinaire
Les investigations menées au sein de CREATIS s’effectuent à l’interface entre la science et la santé, et requièrent des compétences interdisciplinaires. Ainsi, cette unité de recherche de quelque 200 personnes rassemble des chercheurs issus de trois disciplines principales : la science du vivant, la science et la technologie de l’information et de la communication, et la science pour l’ingénieur.
On compte parmi eux des physiciens spécialisés dans la méthodologie et l’instrumentation. Concrètement, ils sont chargés de concevoir des capteurs ou sondes, de nouvelles stratégies ou procédés d’acquisition pour mesurer les signaux comme par exemple en IRM ou en ultrason.
Les images et informations spécifiques acquises sont ensuite exploitées et quantifiées par des spécialistes en traitement du signal et de l’image grâce à des techniques de traitement avancées. On détermine ainsi une multitude de paramètres, qui permettent une meilleure compréhension du fonctionnement des organes et des tissus vivants. Une fois validés, ces paramètres peuvent devenir des biomarqueurs d’imagerie qui sont essentiels dans l’établissement de diagnostics ou de pronostics, ainsi que dans les approches thérapeutiques des pathologies graves, dont l’accident vasculaire cérébral (AVC), le cancer et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).
Les équipes de CREATIS
CREATIS comporte cinq équipes de recherche, dont les projets sont axés sur différents objectifs bien identifiés mais toujours orientés vers la simulation, la modélisation et la quantification de données d’imagerie pour le progrès réel et concret de la médecine.
L’équipe « imagerie et modélisation vasculaire et thoracique » est spécialisée dans l’établissement des liens entre les données d’imagerie et les questions cliniques concernant les pathologies cardiovasculaires et pulmonaires. Elle s’intéresse donc principalement à l’étude, sur le versant vasculaire, des organes situés dans le thorax comme le poumon et le cœur, en exploitant les différentes modalités d’imagerie disponibles.
L’équipe « Imagerie ultrasonore » a pour objectif d’extraire des paramètres de mouvement, d’élasticité, de pression ou encore de flux nécessitant des acquisitions ultra-rapides tridimensionnelles. Ces méthodes sont développées à partir de simulations et validées sur des objets physiques (dits fantômes) avant d’être transférées sur le vivant.
L’équipe « imagerie tomographique et radiothérapie » développe principalement l'imagerie par rayon X, communément appelée scanner, et s’investit dans le domaine de la radiothérapie en exploitant l’image comme support pour guider la thérapie. Cette équipe applique ses recherches au traitement du cancer et à l’imagerie osseuse à différentes échelles spatiales (nano, micro).
L’équipe « RMN et Optique : de la mesure aux biomarqueurs », met les biomarqueurs au cœur de ses objectifs de recherche. Les biomarqueurs sont des paramètres liés directement au développement d’un processus pathologique dont l’usage est adopté dans la pratique clinique. Ces biomarqueurs sont de types morphologiques, structuraux, hémodynamiques, viscoélastiques ou encore métaboliques. Ils sont recherchés spécifiquement dans l’exploration du foie, des parois digestives, du cartilage articulaire et du cerveau. La complémentarité des modalités IRM et optiques est également mise en œuvre pour développer l’imagerie hybride.
L’équipe « Images et modèles », quant à elle, identifie et résout les problèmes de méthodologie liés au traitement des images médicales. Elle cherche à exploiter de façon optimale les informations issues de données complexes fournies par les autres équipes. L’équipe « Images et modèles » œuvre donc surtout dans la modélisation et le traitement amont en mettant en œuvre des méthodes avancées et innovantes afin d’analyser les données issues de plusieurs modalités à la fois (imagerie IRM, imagerie scanner, imagerie ultrasonore, etc…). L’ensemble de ces techniques d’imageries multimodales génère de grandes masses de données (big data) qui recèlent une grande richesse de connaissances.
Des plates-formes de pointe
Inscrit au rang des pionniers français aux grandes ambitions dans le domaine de l’imagerie, CREATIS a mis un point d’honneur à se doter des technologies dernier cri existantes. Il a sa propre infrastructure technologique, comportant des équipements informatiques et d’imagerie.
En termes de technologie d’imagerie, CREATIS dispose d’une plate-forme multi-modale pré-clinique pour le développement expérimental, comportant des matériels de pointe, notamment un système IRM à haut champ magnétique équipé d’une chaîne de réception multi-noyaux et des capteurs associés (un second est en cours d’acquisition), divers échographes standards ou de recherche (avec module d'acquisition rapide (1 000 images par seconde), programmable avec sonde pour l'imagerie 3D, haute fréquence), différents bancs d’optique dont un développé tout particulièrement pour l’imagerie per-opératoire du glioblastome. Et les logiciels développés par les équipes de CREATIS garantissent une qualité optimale des calculs, des simulations, des reconstructions d’images et d’extraction des paramètres.
Outre ladite plate-forme disponible sur place, CREATIS a aussi accès aux équipements des entités (laboratoires, universités ou hôpitaux) avec lesquelles il a développé des partenariats. C’est par exemple le cas avec l’IRM 3T (MAGNETOM Prisma, Siemens Healthcare) située sur le site de l’hôpital Nord du CHU de Saint-Etienne (opéré par le GIE IRMAS). Cet équipement unique sur la région Auvergne-Rhône-Alpes, dédié 50% de son temps à la clinique et 50% à la recherche, est équipé d’une chaine multi-noyaux.
Une collaboration dynamique nationale et internationale
Consciente de l’importance des échanges et des coopérations dans le domaine des recherches scientifiques, l’unité de recherche CREATIS a développé des partenariats privilégiés. Elle compte désormais plus de 25 coopérations académiques actives dans 15 pays différents, en plus de celles qu’elle entretient dans le milieu industriel avec des start-up, des entreprises moyennes ou des grandes entreprises, dont les plus importantes sont Siemens, General Electric, ou encore Philips.
Aux côtés de l’INSA de Lyon, l’Université Claude Bernard Lyon 1, l’Université Jean Monnet de Saint-Etienne, le CNRS et l’Inserm qui sont les établissements et organismes de tutelles de CREATIS, le centre Léon Bérard, le CHU de Saint-Étienne, ou les Hospices civils de Lyon sont des partenaires privilégiés. Mais les relations de CREATIS ne se limitent pas à l’échelle nationale. L’unité de recherche témoigne également d'une forte collaboration internationale avec des pays leaders en matière d’innovation, tels que les Pays-Bas, l’Allemagne, les États-Unis, l’Italie, la Chine, la Colombie ou la Suisse. La création du Laboratoire International Associé LIA MetisLab, un laboratoire spécialisé dans le traitement de l’imagerie médicale, commun avec le Harbin Institute of Technology en Chine, est l'une des preuves concrètes de cet encrage international.
Trois questions à Olivier Beuf, directeur du Centre de recherche en acquisition et traitement d'images pour la santé
D’un point de vue global, où en est la France en termes d’imagerie médicale à l’échelle européenne ou mondiale ?
Il est difficile de déterminer de manière catégorique le rang mondial de la France dans le domaine de l’imagerie, car il y a beaucoup d’aspects à prendre en compte, comme la modalité, les moyens matériels et les résultats cliniques. Il faut savoir que la France s’est fortement structurée ces dernières années avec les programmes d’investissement d’avenir, en particulier dans le domaine de l’imagerie du vivant avec l’infrastructure France Life Imaging (FLI). Les réseaux se sont constitués et la France est compétitive en termes de recherche et même très compétitive si on le rapporte aux moyens de la recherche. On est aussi très bien placé en matière d’ultrason, avec un grand nombre d’industriels nationaux très dynamiques et innovants grâce aux liens avec les structures de recherche. Il demeure des progrès à faire pour améliorer l’interdisciplinarité et les interactions entre les scientifiques et les hospitaliers.
Quels sont les apports de l’imagerie médicale dans le traitement de certaines pathologies graves comme les cancers ?
De nos jours, l’imagerie est un outil incontournable dans le dispositif médical. Elle permet, en effet, de fournir un diagnostic plus précoce, affiné, d’évaluer la sévérité et l’extension d’une maladie, de guider le choix de la thérapie ou encore d’en faire le suivi pendant ou après le traitement. Citons à titre d’exemple le bénéfice apporté par la mammographie dans le dépistage du cancer du sein. La combinaison des informations provenant des différentes modalités d’imagerie est encore imparfaitement exploitée dans la pratique clinique courante, mais l’imagerie jouera assurément un rôle essentiel dans le futur, futur auquel CREATIS contribuera.
Quelles sont les perspectives ou les prospectives autour de l’imagerie médicale ?
Avec l’essor de la technologie, et les progrès dans les modèles prédictifs, l’imagerie médicale se tourne progressivement vers la médecine de précision. L’objectif est d’extraire toujours plus d’informations d’une image afin d’établir un diagnostic précis et personnalisé, de prédire au mieux l’évolution de la pathologie et de planifier la thérapie la plus adéquate.
CREATIS : un acteur majeur dans l’innovation
En plus des formations, conférences et échanges scientifiques dans le domaine de l’imagerie médicale que CREATIS organise en association avec plusieurs universités, le centre a contribué largement aux projets d’investissements d’avenir pour promouvoir une recherche innovante dans le cadre des laboratoires et équipements d’excellence (Labex et Equipex). Il pilote le Labex PRIMES avec l’Institut de Physique Nucléaire de Lyon et participe au Labex CELYA, à l’Equipex LILI ainsi qu'à d’autres initiatives de structurations hospitalo-universitaires de type fédération, institut ou recherche. CREATIS est également un acteur incontournable du nœud Lyonnais de l’infrastructure nationale France Life Imaging.
Toujours dans le cadre de l’accompagnement, les belles initiatives de CREATIS se sont concrétisées par les start-up Theralys et CIRMA. Theralys, qui est devenu ensuite Bio-imaging Technologies, puis qui a donné naissance à Bioclinica, qui est aujourd’hui une société internationale visant par exemple à réaliser les études cliniques nécessaires pour mettre sur le marché de nouveaux produits pharmaceutiques. CIRMA est, quant à elle, l'une des rares sociétés qui utilisent l’imagerie comme outil de diagnostic des pathologies de l’animal domestique.
Adresse | Contacts utiles
7, avenue Jean Capelle (Bâtiment Blaise Pascal)69621 Villeurbanne Cedex
Tél. : 04 72 43 82 27
Site Internet
www.creatis.insa-lyon.fr/site7/fr
