Les avancées du Pr Elijah Van Houten en élastographie

Qui aurait cru que le domaine de la résistance des matériaux pouvait s’appliquer en médecine? L’élastographie médicale, développée au cours des 30 dernières années, est une méthode d’imagerie novatrice permettant d’étudier la rigidité et l’élasticité des tissus. Cette discipline prometteuse ouvre de nouvelles perspectives pour les diagnostics médicaux, notamment celui du cancer.

Elijah Van Houten, professeur à la Faculté de génie de l’Université de Sherbrooke, est un spécialiste reconnu de l’élastographie médicale. Cette technique mesure la déformation des tissus sous l’effet d’une force externe ou interne, qui est ensuite enregistrée par des techniques d’imagerie telles que la résonance magnétique (IRM), l’échographie, l’imagerie optique et la caméra.

Au Centre de recherche en acoustique-signal-humain (CRASH) de l’Université de Sherbrooke, le professeur Van Houten s’intéresse à la relation entre les mouvements des tissus et leur rigidité. L’élastographie ne se contente pas de mesurer un chiffre : elle génère des images détaillées des propriétés mécaniques des tissus. L’intégration des données de mouvement captées permet de reconstruire des images précises de la rigidité tissulaire, qui ont une excellente capacité à distinguer les tissus sains des tissus pathologiques.

Les trois phases de l’élastographie

1. Génération de la déformation dans les tissus : les mouvements et les déformations concomitantes sont générés dans les tissus sous l’effet d’une force.
2. Détection des mouvements : ces mouvements ou déformations sont captés par un système d’imagerie traditionnel (IRM, échographie, optique, etc.).
3. Reconstruction des propriétés mécaniques : grâce à des algorithmes avancés, tels que ceux d’Elijah Van Houten, les données recueillies servent à reconstruire des images détaillées de la rigidité des tissus. 

Collaborations innovantes et recherches pionnières

Au CRASH, le professeur Van Houten collabore avec des chercheurs de Montréal et d’ailleurs, en utilisant principalement l’IRM pour analyser les mouvements tissulaires.

En étroite collaboration avec le professeur Guy Cloutier du CHUM de Montréal, ils ont commencé ce projet en 2017. Subventionnés par les IRSC, les FRQ (S et NT) et le CRSNG, ils ont mis au point une technique qui utilise un microscope et une caméra à haute vitesse pour analyser la rigidité des cellules. Cette méthode permet d’observer les vibrations des cellules isolées et de reconstruire leur rigidité à partir de ces données.

D’autres tissus et organes, comme le cerveau ou le foie, peuvent aussi être étudiés à partir des pulsations cardiaques pour créer des images de leurs propriétés mécaniques dans leur état naturel. Ces recherches sont menées en collaboration avec des chercheurs de l’Université de Sherbrooke, du CHUM et des Pays-Bas.

Applications cliniques et défis de l’élastographie

Les applications cliniques de l’élastographie sont nombreuses et variées. En médecine reproductive, elle permet d’évaluer la viabilité des ovules avant une fécondation in vitro par la mesure de leur viscosité, un indicateur important de la santé cellulaire. L’élastographie présente également des perspectives intéressantes dans le domaine de l’immunologie; l’imagerie des macrophages, ces cellules essentielles au système immunitaire, pourrait révolutionner le traitement du cancer. Elle identifierait les types spécifiques de macrophages associés à chaque type de cancer, ce qui faciliterait le choix de la chimiothérapie la mieux adaptée.

Les recherches du professeur Elijah Van Houten ont donné lieu à des avancées significatives. L’équipe de recherche a développé de nouvelles applications de l’élastographie qui présentent une sensibilité de 100 % pour la détection du cancer. La technologie de différenciation avancée qu’elle a mise au point permet de distinguer avec précision les tissus sains des tissus cancéreux, avec une spécificité de 100 %. Cette méthode est actuellement en phase de tests cliniques et promet d’améliorer considérablement le diagnostic du cancer.

Surmonter les défis techniques

L’un des plus grands défis techniques en élastographie est la nature des données obtenues : souvent bidimensionnelles, alors que les structures à analyser sont essentiellement tridimensionnelles. Le professeur Elijah Van Houten et son équipe ont développé une méthode innovatrice appelée « Inversion non linéaire sans condition aux limites en 2D » (2D-NoBC-NLI). Cette technique permet de résoudre des équations différentielles en trois dimensions à partir d’informations bidimensionnelles, sans faire d’hypothèse sur le comportement dans la troisième dimension. Cela rend possibles l’analyse des données bruitées et la détermination des mouvements tridimensionnels à partir de mesures bidimensionnelles.

Cette percée représente un grand pas vers l’imagerie médicale de demain, puisqu’elle fournit des outils plus précis pour le diagnostic et la caractérisation des tissus à l’échelle microscopique.

Une technologie tournée vers l’avenir

Les travaux du professeur Elijah Van Houten montrent l’impact potentiel de l’élastographie non seulement dans la recherche fondamentale, mais aussi dans des contextes cliniques concrets. Une telle approche multidisciplinaire pourrait bien définir l’avenir du diagnostic et du traitement de diverses maladies. Ce qui souligne l’importance cruciale de poursuivre l’innovation dans le domaine médical. Grâce à des chercheurs comme le professeur Van Houten, l’élastographie médicale continue de repousser les limites de l’imagerie médicale, offrant des outils diagnostiques toujours plus précis et révolutionnaires.