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Inventer les outils de la médecine de demain

14.06.2017

Au cours des dix dernières années, la notion de « système embarqué » a pris une importance majeure dans le monde de la santé. Des chercheurs du laboratoire ETIS développent plusieurs projets qui devraient aider la médecine de demain.

A l’heure actuelle, les patients avalent des vidéocapsules de la taille d’une gélule pour effectuer une exploration de l’intestin grêle ! Les capacités de miniaturisation des composants électroniques sont telles que les chercheurs sont capables de mettre au point une nouvelle génération de pacemakers sans sonde s’implantant au sein même du cœur et pouvant être reprogrammés à distance…

Ces progrès scientifiques spectaculaires sont le résultat de nombreux travaux de recherche à travers le monde. A Cergy-Pontoise, l’équipe ASTRE du laboratoire ETIS est reconnue pour ses activités de recherche sur les systèmes embarqués pour la santé. En septembre dernier, elle inaugurait la plateforme technologique SES@ENSEA, située au 3ème étage de l’ENSEA. Un véritable « Open Innovation Lab » où une dizaine de chercheurs côtoie des industriels autour de matériel de pointe. L’équipe, dirigée par Olivier Romain (professeur à l’UCP) et Aymeric Histace (professeur à l’ENSEA), rassemble des experts de la modélisation, de l’intelligence embarquée et de la conception microélectronique à la tête de projets passionnants.  

En collaboration avec les hôpitaux de Paris

L’une de leur recherche porte sur la coloscopie. Afin de perfectionner cet examen servant à repérer d’éventuels polypes dans le côlon, les chercheurs d’ETIS développent un algorithme permettant de déceler plus facilement et en temps réel ces anomalies pouvant provoquer un cancer colorectal. L’algorithme permettra d’attirer l’œil du gastroentérologue en signalant la présence de petits polypes sur l’écran de contrôle, un peu à la manière d’un smartphone capable de détecter les visages lors d’une captation. Mené en collaboration avec l’hôpital Saint-Antoine à Paris et soutenu par la SATT IDF Innov, ce projet associe le professeur en gastroentérologie, Xavier Dray, qui espère bénéficier très prochainement de cette technologie.  

Les chercheurs cergypontains conçoivent également un boitier électronique qui sera prochainement éprouvé au service d’exploration fonctionnelle de l’hôpital Lariboisière. L’équipe d’ETIS a contribué au développement du premier système de télémédecine intégrant à la fois le tracé électroencéphalographie* (EEG), l’audio-vidéo synchronisée et des données cliniques pertinentes. Pour conduire ce projet, ils ont collaboré avec des neurophysiologistes qui interviennent sur des pathologies telles que l’épilepsie, les troubles de la conscience, l’hémorragie cérébrale, la maladie de Creutzfeldt Jakob…

Simplifier les examens médicaux

Le laboratoire est au service de plusieurs spécialités médicales, par exemple la cardiologie. Aujourd’hui, la médecine est capable d’implanter des pacemakers directement dans le ventricule droit du cœur. Toutefois des réactions d’inflammation peuvent se produire et provoquer une fibrose (prolifération anormale de tissus autour de l’implant) qui réduit l’efficacité de l’implant cardiaque. Alors que les médecins repèrent actuellement ce phénomène grâce à une radiographie ou une échographie, les chercheurs d’ETIS cherchent à caractériser la fibrose électroniquement, par radiofréquence dans le but de simplifier l’examen de contrôle. Ils se sont rapprochés à ce sujet des biologistes du laboratoire ERRMECe afin de tester les méthodes développées sur des cultures cellulaires et d’envisager l’utilisation de biomatériaux.

Toujours dans le but d’éviter des examens contraignants au patient, l’équipe d’ETIS s’intéresse à l’implantation du stent, une sorte de ressort utilisé pour le traitement des anévrismes de l’aorte. A ce jour, les médecins surveillent l’efficacité des stents au moyen d’une IRM. Les chercheurs du laboratoire ont mis au point un capteur de pression connecté à un émetteur radiofréquence afin de communiquer plus facilement et sans fils les données au praticien. Des essais pré-cliniques ont déjà été effectués sur le cochon.

La voie ouverte aux innovations en médecine connectée

Un dernier projet mobilise nos spécialistes des systèmes embarqués pour la santé. Ils développent un implant qui permettra de mesurer l’oxygénation de la moelle épinière. Après un traumatisme provoqué par un accident par exemple, les médecins cherchent à vérifier le taux d’oxygène dans les différentes parties de la colonne vertébrale. En plaçant cet implant près des zones touchées, on pourra quantifier précisément le taux en O2. Cette technique alternative permettra non seulement de soulager le patient, mais également de simplifier l’acte du chirurgien.

Tous ces travaux qui touchent aux « systèmes embarqués pour la santé » ont déjà démontré leur potentiel et ouvrent la voie à de grands progrès médicaux. Les chercheurs cergypontains tirent leur épingle du jeu dans ce secteur de la recherche en combinant des compétences scientifiques complémentaires allant du traitement du signal, de la vision par ordinateur et de la micro-électronique. Ils ont également su développer de nombreuses collaborations, avec des médecins, des industriels et des chercheurs en biomatériaux et en biochimie…

 

Electroencéphalographie* : méthode d'exploration cérébrale qui mesure l'activité électrique du cerveau par des électrodes placées sur le cuir chevelu souvent représentée sous la forme d'un tracé appelé électroencéphalogramme.

Crédit photo : © Frédérique PLAS / ETIS / UCP / ENSEA / CNRS Photothèque

 

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