Projet ANR-15-CE17-0015 – EMMIE : Endoscopie MultiModale pour les lésions Inflammatoires de l'Estomac
Programme : Recherche translationnelle en santé (DS0411) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Franck Marzani (Université de Bourgogne Laboratoire Electronique Informatique et Image)
Montant : 691189.0 euros
Date de début : 2015
Durée : 48 mois
Résumé : Le projet consiste à développer une technologie multimodale innovante d’acquisition et de traitement d’images multispectrales pour une détection et une caractérisation précoce de l’inflammation de la muqueuse apparaissant préférentiellement dans deux zones de l’estomac, la portion distale (antre) et la jonction avec l’œsophage (cardia). Ces lésions inflammatoires peuvent induire diverses pathologies et sont indécelables par l’examen en lumière blanche, contraignant le gastro-entérologue à effectuer des prélèvements systématiques et non orientés de la muqueuse. Par ailleurs, les conclusions de l’examen endoscopique dépendent fortement de l’expérience de l’opérateur et des conditions dans lesquelles ils sont réalisés, ce qui compromet la reproductibilité des données de l’examen. Alors que plusieurs études ont montré que les propriétés de réflectance diffuse de la muqueuse gastrique varient entre tissus sains et lésions inflammatoires, peu de systèmes s’ouvrent à l’exploitation de l’imagerie optique en endoscopie ; ils se limitent à l’acquisition ou l’estimation d’un nombre très réduit de bandes spectrales. La détection de zones inflammatoires peut être améliorée, du fait de la prise en compte de longueurs d’ondes spécifiques et caractéristiques de la réflectance diffuse de ces lésions. Ces constatations justifient le développement de techniques d’imagerie multispectrale pour permettre un diagnostic précoce et la caractérisation de l’inflammation de la muqueuse de l’estomac par une technique quantitative reproductible et permettant la traçabilité des examens.
Dans un contexte d’endoscopie, les difficultés d’implémentation de cette nouvelle modalité d’images sont nombreuses. Cette technologie implique des développements relevant à la fois de l’innovation instrumentale et scientifique pour l’analyse des signaux et des images. Nous proposons de développer un prototype d’imageur technologiquement innovant permettant l’acquisition d’une vidéo composée d’images multispectrales en sus de la vidéo couleur en lumière blanche au travers d’un fibroscope connecté à une caméra multispectrale qui sera inséré dans le canal opérateur d’un gastroscope standard. Nous établirons les relations entre les lésions inflammatoires et les modifications de la réflectance de ces lésions dans les différentes longueurs d’onde via des mesures spectroscopiques effectuées sur des modèles expérimentaux ex-vivo sur estomac de souris et in-vitro sur culture d’explants. Concernant le volet analyse d’images, outre le développement d’une méthode robuste de recalage des images multispectrales et en lumière blanche, nous souhaitons concevoir des algorithmes temps réel permettant l’exploitation de ces images pour caractériser l’état du tissu afin de signaler au médecin en peropératoire les lésions potentiellement inflammatoires. La détection et la caractérisation de ces lésions seront affinées hors ligne grâce à l’estimation de paramètres biophysiques caractéristiques des lésions inflammatoires obtenues par un modèle d’interaction lumière-tissus établi sur les modèles expérimentaux et validées par une étude clinique chez l’homme. Enfin, le développement de méthodes de construction de mosaïques à partir des vidéo-endoscopies en lumière blanche permettra de représenter sur des cartes à champ de vue élargi les informations spectrales des régions d’intérêts dans le but de rendre possible l’archivage, la réinterprétation et la comparaison des examens.
Ce projet fait le lien entre une recherche fondamentale en traitement des images et une application clinique grâce une répartition cohérente des compétences et des tâches entre six partenaires. Outre les communications scientifiques, un transfert de technologie est fortement envisagé à l’issue positive de ce projet grâce à la réalisation d’un démonstrateur développé en fin de projet et par le biais d’indicateurs fournis par l’étude de marché qui sera réalisée.