Scan IRM
Par Michael Haederle

Un chercheur de l'UNM brevète une meilleure méthode pour réaliser des examens IRM sur des patients subissant une chirurgie pour une tumeur cérébrale

Les neurochirurgiens sont souvent confrontés à des choix difficiles lorsqu'ils opèrent pour retirer une tumeur du cerveau d'un patient. S'ils laissent derrière eux des fragments de la tumeur, celle-ci risque de repousser, mais si elle est coupée de manière trop agressive, le patient pourrait être gravement altéré.

La nouvelle technologie développée par un chercheur en sciences de la santé de l’Université du Nouveau-Mexique promet de fournir aux neurochirurgiens des informations critiques en temps réel sur la tumeur et le tissu cortical environnant, permettant ainsi de meilleurs résultats.

Stefan Posse, PhD, professeur au département de neurologie de l'UNM, avec une nomination secondaire en physique et astronomie, a reçu un brevet pour un logiciel d'acquisition et d'analyse de données qui permet aux appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM) en salle d'opération de mieux cibler les tumeurs actives tout en identifier les tissus cérébraux adjacents dotés de fonctions sensorielles, motrices et langagières importantes qui devraient être épargnées.

Stefan Possé
Il fournit une multitude d'informations fonctionnelles et métaboliques en un seul examen et est très compatible avec les scanners IRM cliniques existants.. Nous pouvons obtenir une analyse cliniquement significative sur un patient atteint d’une tumeur cérébrale en seulement trois minutes.
- Stefan Posse, Ph.D., Département de neurologie de l'UNM

« Ce qui est intéressant, c'est qu'il fournit une multitude d'informations fonctionnelles et métaboliques en un seul examen, et qu'il est très compatible avec les scanners IRM cliniques existants », a déclaré Posse. "Nous pouvons obtenir une analyse cliniquement significative sur un patient atteint d'une tumeur cérébrale en seulement trois minutes."

L’IRM repose sur l’omniprésence de l’hydrogène dans les tissus vivants (l’eau – H2O – est la molécule la plus abondante dans le corps) et sur le fait que le noyau d’un atome d’hydrogène contient un seul proton. Les appareils IRM créent un puissant champ magnétique qui, associé aux ondes radio, polarise brièvement les protons, les obligeant à émettre des signaux radio pouvant être transformés en image, a déclaré Posse.

Les analyses IRM structurelles créent une image reflétant différentes densités de tissus et signalent les propriétés de relaxation dans le corps, comme le cerveau.

Une autre méthode d’IRM – l’IRM fonctionnelle (IRMf) – met en évidence les tissus métaboliquement actifs. Dans l'imagerie cérébrale IRMf, le scanner détecte l'augmentation du flux sanguin qui se produit lorsqu'un réseau cérébral devient actif, a déclaré Posse. De plus, l’IRMf peut également détecter l’activité plus subtile des réseaux fonctionnels, même lorsque le cerveau est au repos.

L'IRM peut également être utilisée pour l'imagerie spectroscopique, qui identifie les molécules organiques propres à un type spécifique de tumeur cérébrale, aidant ainsi les radio-oncologues à orienter leurs efforts de traitement. "Une étude récente utilisant ces informations biochimiques pour guider les radio-oncologues afin qu'ils orientent leurs efforts de traitement vers les tumeurs actives a montré une survie améliorée des patients", a-t-il déclaré.

Les neurochirurgiens peuvent utiliser des IRM fonctionnelles et spectroscopiques pour les guider lors de l'élimination des tissus cancéreux tout en essayant d'éviter d'endommager les tissus voisins nécessaires au fonctionnement neurologique normal, a déclaré Posse. Mais ces deux méthodes prennent du temps, chaque analyse étant généralement réalisée au cours de sessions distinctes.

Le brevet de Posse représente une nouvelle façon de programmer les scanners IRM afin qu'ils puissent effectuer les deux tâches en même temps à l'aide d'un outil sophistiqué d'analyse de données.

"L'objectif de ce brevet particulier va au-delà du paradigme actuel consistant à collecter un type de données à la fois en collectant plusieurs modalités d'image en même temps", a-t-il déclaré. « Nous combinons l’IRM fonctionnelle avec l’imagerie métabolique – l’imagerie spectroscopique. Cela réduit considérablement la durée globale de l’analyse. Nous disposons d’un moyen très puissant de collecter des données très rapidement grâce à notre technique d’imagerie fonctionnelle et spectroscopique à grande vitesse.

Actuellement, la neurochirurgie est souvent pratiquée sur des patients éveillés qui répondent à des questions ou effectuent une tâche afin de déterminer si la prochaine coupure endommagera une structure critique, a déclaré Posse. La combinaison de l’IRM fonctionnelle et spectroscopique fournira aux neurochirurgiens une meilleure information et permettra l’anesthésie du patient.

"Les neurochirurgiens se sont toujours concentrés principalement sur le système moteur, le système linguistique et peut-être le système sensoriel visuel et auditif", a-t-il déclaré. « Mais le cortex frontal a toujours été une zone sur laquelle ils n’ont pas beaucoup de poids.

« C’est là qu’intervient l’IRM au repos. Elle nous permet de cartographier le cerveau de manière exhaustive dans toutes les zones – le cortex frontal en particulier, ce qui n’est pas réalisable avec l’IRM cérébrale fonctionnelle conventionnelle basée sur les tâches. Si vous collectez suffisamment de données, vous pouvez dissocier jusqu’à 100 réseaux d’état de repos différents qui représentent différentes fonctions du cerveau. 

Les résultats préliminaires d'une étude menée par Posse et ses collaborateurs de l'Université du Minnesota et de l'Université de Pittsburgh montrent que l'IRM au repos fonctionne même chez les patients anesthésiés. « Vous pouvez avoir le patient sous anesthésie et vous pouvez toujours voir les réseaux au repos », a-t-il déclaré. «Cela ouvre de nombreuses opportunités dans la manière dont les patients sont traités.»

Posse a récemment reçu une importante subvention de transfert de technologie pour petites entreprises de la part des National Institutes of Health pour développer davantage sa méthodologie innovante d'imagerie cérébrale IRMf à l'état de repos en temps réel. Ses recherches se situent à l’intersection de la physique et de la médecine moderne, mais sa principale préoccupation concerne la manière dont ses travaux amélioreront les résultats pour les patients dans un contexte clinique réel.

"L'objectif est d'intégrer cela dans les soins aux patients", a déclaré Posse, "et notre objectif est réellement de faire une différence dans les soins et les résultats chirurgicaux pour les patients atteints de tumeurs cérébrales".
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