Collaboration entre l'INRIA (projet Epidaure), l'INSERM (U.289 - Dr. J. Yelnik) et l'hopital de La Pitie Salpetriere (Service de Neuroradiologie Fischgold - Pr. D. Dormont) (collaboration en partie financee par la societe Medtronic)

Resume :

Pour resumer en quelques phrases:

Depuis 1993, une nouveau traitement a ete mis en place pour certains types de patients atteints de la maladie de Parkinson (environ 20 % des patients Parkinsoniens sont concernes). Il s'agit de l'implantation de micro-electrodes dans des structures particulieres du cerveau profond (les noyaux sub-thalamiques - NST), qui vont re-activer des zones responsables de la production de dopamine dans le cerveau (cette procedure est aussi appelee stimulation cerabrale profonde).

L'une des cles de l'intervention chirurgicale consiste a localiser le plus precisement possible les zones cibles (les NST) lors d'une phase pre-operatoire (on utilise une IRM T1 et une IRM T2 pour cela). Malheureusement, les NST se voient tres mal en IRM, ce qui ne permet pas une localisation pre-operatoire tres precise, et donc entraine une duree de l'intervention elle-meme pouvant aller jusqu'a 10 heures (le chirurgien va en effet explorer une zone assez importante dans le cerveau du patient, avant d'identifier les bonnes zones cibles).

L'idee de cette collaboration est donc d'ameliorer la precision du planning pre-operatoire par l'utilisation d'un atlas histologique des noyaux gris centraux (structures du cerveau profond). Il y a 2 aspects distincts dans ce projet.

1. Elaboration de l'atlas histologique. Le cerveau d'un sujet decede a ete fixe et coupe en tranches de 70 microns d'epaisseur. Les coupes ont ensuite subi divers traitements histologiques ayant chacun un role bien specifique (Nissl pour reveler les delimitations cytoarchitectoniques, Calbindine pour l'identification des territoires fonctionnels, etc...).

2. Developpement de technique de recalage d'images permettant de fusionner toutes les donnees du projet (precisement fusionner l'histologie avec l'IRM du patient, pour pouvoir localiser precisement les SNT du patient a l'aide des contours traces sur l'histologie de l'atlas).

Ces differents aspects sont resumes dans la premiere figure (Overview.jpg), de qualite moyenne (elle vient d'une presentation PowerPoint).

Aspect novateur de ce projet :

Les applications potentielles de cet atlas des noyaux gris centraux, fusionnant histologie et IRM, incluent a moyen terme non seulement la maladie de Parkinson, mais aussi tous les autres cas de stimulation cerebrale profonde (dystonie, Gilles de la Tourette), sachant que cette procedure est amenee a un developpement important dans les annees qui viennent (ce que montre l'interet d'une societe comme Medtronic dans nos travaux).


Images :

Opaque 1 // Opaque 2 // Opaque 3 == Superposition IRM T1 / bloc histologique avec facteur d'opacite croissant

Opaque 1 // Opaque 2 // Opaque 3 == Superposition IRM T2 / bloc histologique avec facteur d'opacite croissant (sur cette coupe T2, on apercoit le NST -la tache noire ovale oblique en bas a gauche de l'image represente la substance noire et le NST - et sur la coupe histologique correspondante, on voit la substance noire - orangee - et le NST)

Vue d'ensemble du projet (image JPEG)

Videos :

Bloc histologique (Nissl) - vue frontale

Bloc histologique (Nissl) - vue sagittale

Fusion du bloc histologique (Nissl) et de l'IRM T1 de l'atlas (IRM deformee vers le bloc histologique - deformation affine 3D) - vue frontale. Ce film montre les 2 volumes superposes, et pour une coupe frontale un facteur d'opacite qui varie au cours du temps, ce qui permet une inspection visuelle du resultat de fusion.

Meme chose que la precedente, mais coupe axiale.

On se deplace cette fois-ci dans le volume IMR T1 recale sur l'histologie, sleon les coupes frontales, d'avant en arriere.

Meme chose, mais le bloc histologique apparait en transparence.

Fusion du bloc histologique (Nissl) et de l'IRM T2 de l'atlas (IRM deformee vers le bloc histologique - deformation affine 3D) - vue frontale. Ce film montre les 2 volumes superposes, et pour une coupe frontale un facteur d'opacite qui varie au cours du temps, ce qui permet une inspection visuelle du resultat de fusion.

Meme chose que la precedente, mais coupe axiale.

On se deplace cette fois-ci dans le volume IMR T2 recale sur l'histologie, sleon les coupes frontales, d'avant en arriere.

Meme chose, mais le bloc histologique apparait en transparence.


Eric.Bardinet@sophia.inria.fr