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L’IRM le plus puissant du monde : des images de précisions

L’IRM le plus puissant au monde pour observer le corps humain, et plus particulièrement le cerveau, a livré près de Paris ses premières images… d’un potimarron.

« Iseult » est l’aboutissement de plus de 20 ans de recherche et d’un partenariat franco-allemand mené par le Commissariat à l’énergie atomique (CEA) et impliquant des industriels comme l’allemand Siemens-Healtlineers.

La machine va permettre « d’aller étudier d’une façon plus fine la structure cérébrale », explique Cécile Lerman, ingénieure et cheffe de projet pour la partie Imagerie par résonance magnétique (IRM).

Soumis à un champ magnétique intense, les noyaux des molécules sont polarisés, un peu comme le serait une aiguille de boussole par le champ magnétique terrestre. L’émission de champs plus faibles va bousculer cet ordre et, selon la fréquence du signal, permettre de caractériser et localiser le genre de tissus observés. De savants calculs transforment ensuite ces données en images.

La machine est hors norme, avec un puissance de 11,7 Tesla, soit 230.000 fois celle du champ magnétique terrestre. A comparer avec les machines d’examen qui culminent à 3 Tesla.

La fabrication de son aimant a demandé six ans de travail, pour assembler les milliers de kilomètres d’un alliage rare, du nobium-titane, qui composent l’énorme bobine de 45 tonnes.

L’aimant lui-même est maintenu à une température proche du zéro absolu, à -271 degrés Celsius, par un circuit de milliers de litres d’hélium liquide, qui ôte toute résistance au passage du courant électrique dans sa bobine.

L’ensemble, abrité dans un cylindre de 5 mètres de long et autant de haut, est « une prouesse technologique, car on a poussé au maximum de leurs limites différentes techniques et matériaux, mais aussi développé de nouvelles technologies de calculs » pour produire des images, explique à l’AFP Lionel Quettier, ingénieur et chef de projet pour la partie aimant de l’IRM.

 

Mieux explorer le cerveau

Iseult, «l’imageur le plus performant au monde», selon Quettier, devient ainsi la nouvelle star de NeuroSpin, le centre de recherche sur l’imagerie cérébrale du CEA, situé à Saclay (Essonne) et dirigé par le neuroscientifique Stanislas Dehaene. Un bond qui va permettre d’«aller beaucoup plus finement dans la résolution des structures spatiales» du cerveau, pour mieux comprendre son anatomie mais aussi son fonctionnement lors des tâches cognitives, ou face à des pathologies neurodégénératives (Parkinson et Alzheimer), des affections psychiatriques (troubles bipolaires) ou vasculaires.

Iseult doit permettre de voir «ces atteintes au cerveau à un stade plus précoce, pour comprendre comment ces maladies vont démarrer», et permettre ainsi peut-être à des groupes pharmaceutiques de proposer des traitements.

Alors pourquoi commencer par des images de potimarron? Rien de trivial, mais avant le feu vert des autorités sanitaires pour l’examen de sujets humains, la machine va demander quelques mois de réglage et l’intégration de nouveaux instruments. Et quoi de mieux adapté qu’un potimarron: «il a un diamètre identique au cerveau, une structure interne intéressante, complexe, avec des grains et des parties fibreuses – et puis il est de saison», justifie Lerman. L’objectif à terme sera d’atteindre des images avec une résolution atteignant moins de deux dixièmes de millimètre.

 

Une résolution d’image jamais obtenue

Jamais un potimarron n’a été photographié avec un tel niveau de précision. Le champ magnétique nominal généré par l’aimant permet d’atteindre une résolution de 400 microns dans les trois dimensions. Des premières images prometteuses qui présagent de belles découvertes sur le cerveau humain. Il a fallu 20 ans de travail aux équipes de recherche du CEA et à leurs partenaires pour arriver à ce résultat. L’aimant a été mis au point à Belfort, dans l’usine Alstom, aujourd’hui General Electric.

Ce dernier est alimenté par un courant électrique très intense : 1.500 ampères, et refroidi par de l’hélium superfluide à -271,35 °C. Il est installé à NeuroSpin, la plateforme de neuroimagerie du site de Paris-Saclay.

L’IRM du projet Yseult permettra d’obtenir des images du cerveau 10 fois plus précises que celles qui sont produites à ce jour. Les scientifiques doivent encore mettre au point une méthodologie pour que l’IRM fonctionne de façon optimale ainsi que l’aval des autorités sanitaires avant que le premier volontaire ne s’allonge entre ses parois. D’ici là, peut-être que d’autres cucurbitacées seront utilisées pour éprouver les réglages.

Des applications dans le domaine médical

Beaucoup de tests ont également été nécessaires avant d’avoir ces premières images, dévoilées jeudi 7 octobre. Par sécurité, c’est un potimarron qui a été inspecté mais à l’avenir ce sont bien des applications dans le domaine de la recherche médicale qui sont visées par l’installation. Avec une ouverture de 90 cm, Iseult va être le plus puissant scanner IRM pouvant accueillir un corps humain. Nicolas Boulant est responsable imageur au sein de NeuroSpin, une unité du CEA dédiée à l’exploration du cerveau. Pour lui, l’IRM Iseult offre surtout une marge de manœuvre pour étudier le cerveau de manière plus précise. « On sait, par exemple, qu’aux environs du demi-millimètre, le cortex du cerveau est organisé en couches laminaires, note ce scientifique, actuellement on ne comprend pas toujours très bien leur rôle. Là, on va pouvoir étudier ça de plus près. » A la clé, la possibilité de mieux comprendre l’anatomie du cerveau mais aussi son fonctionnement lors des tâches cognitives, ou face à des pathologies neuro-dégénératives (Parkinson et Alzheimer), des affections psychiatriques (troubles bi-polaires) ou vasculaires.

Cette étape des premières images franchies, il reste encore de longs mois de travail aux équipes pour fiabiliser la machine, obtenir également l’approbation des autorités sanitaires avant de pouvoir y installer des premiers volontaires.

 

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