Dans le domaine « biomédical », le principal but poursuivi est de développer de nouvelles techniques d’imagerie tissulaire à différentes échelles de temps et d’espace. Ce projet concernera en priorité le développement de l’élastographie dans le diagnostic précoce et le traitement du cancer, i.e. sa thérapie (l’élastographie est une technique classique permettant de mesurer les propriétés visco-élastiques d’un tissu). La nouvelle technique que nous envisageons permet d’imager par IRM la propagation d’ondes de cisaillement de basses fréquences au sein de tissus biologiques ; celle-ci est déterminée par les propriétés visco-élastiques locales. L’analyse par techniques inverses et reconstruction permet donc de cartographier les propriétés élastiques voire visco-élastiques du milieu. Ceci ouvre la voie à un nouveau type de diagnostic différentiel de certains cancers (poumon, sein, prostate, foie) permettant un examen équivalent à la palpation à grande profondeur et limiter le nombre de biopsies et/ou d’opérations chirurgicales. Cet objectif est clairement d’un grand intérêt socio-économique et la création d’une start-up « supersonic imagine » a été créée en 2005 sur cette thématique.

En vue de réaliser ce projet, nous nous proposons de combiner l’imagerie par résonance magnétique (IRM) et les ultrasons. Les ultrasons permettent de produire des ondes de cisaillement mécaniques dans le volume de l’objet en générant des zones de pression acoustique. Ceci permet de résoudre un des problèmes délicats de l’élastographie, à savoir la création d’ondes d’amplitude suffisante au point d’étude. De plus, un pilotage original de l’émission ultrasonore conduit à la génération d’onde plane dont on peut contrôler la direction de propagation. Ceci ouvre la voie à la cartographie 3D des propriétés visco-élastiques anisotropes. Celles-ci sont particulièrement importantes dans le développement de certaines tumeurs malignes. Certains modes de morphogenèse peuvent en être à l’origine, impliquant le développement de fibres extracellulaires de collagène.

Afin d’atteindre nos objectifs, l’ESPCI a d’ores et déjà acquis un micro-imageur à haut champ horizontal (7 Tesla). Celui-ci pourra être utilisé pour des études in vivo et in vitro de tissus spécimens ou de petits animaux. La résolution spatiale d’un tel équipement nous permettra de mener des études de changement d’échelle en relation avec des observations obtenues sur un imageur «corps humain ». Dans ce cadre, une collaboration étroite avec une équipe de cliniciens (groupe du Pr. Jacques Bittoun au Kremlin Bicêtre) pourrait être développée. Nous avons aussi accès une demi journée par semaine à l’IRM Philips corps entier de ce groupe pour mener à bien ces recherches. Cette étude multiéchelle nous permettra d’étudier le lien entre propriétés élastiques au niveau cellulaire et au niveau macroscopique de l’organe entier.