Les recherches menées au Laboratoire d’Imagerie Biomédicale (LIB) ont pour objectif de mieux comprendre la physiologie humaine afin d’améliorer le diagnostic, les traitements et le pronostic de certaines maladies grâce à des informations tirées d’images médicales.
Ces images exploitent des phénomènes physiques qui permettent de « voir » au travers du corps humain (ultrasons, ondes électromagnétiques, résonance magnétique, radiotraceurs) et s’appuient sur de multiples techniques d’imagerie médicale (échographie, IRM, médecine nucléaire, imagerie optique proche infrarouge…) ou de traitement du signal physiologique (EEG, EMG, MEG…). Elles concernent ainsi une grande variété d’organes (cœur et vaisseaux, cerveau, moelle épinière, os, rein, foie…) et de maladies (maladies neurodégénératives, ostéoporose, maladies cardiovasculaires, cancer…).
C’est de la coopération étroite entre médecins, physiciens, biologistes, mathématiciens et ingénieurs que peuvent naître des idées nouvelles et des améliorations qui concernent aussi bien les modes d’acquisition des images, la capacité à en extraire des caractéristiques évaluant si une situation est normale ou pathologique (biomarqueurs) que la prise en charge des patients (voies de traitement, rééducation…).
Parmi les axes développés au LIB, on peut citer :
La caractérisation de la qualité osseuse : la caractérisation du tissu osseux, à l’aide des ultrasons et des rayons X, vise à une meilleure compréhension des propriétés biomécaniques de l’os, afin d’améliorer l’estimation de la fragilité osseuse et de proposer des indicateurs de qualité osseuse pour la clinique.
L’imagerie cardiovasculaire : Afin d’avoir une connaissance plus précise de la physiologie du système circulatoire et des maladies du cœur et des vaisseaux, l’équipe met au point de nouveaux biomarqueurs qu’elle extrait d’images d’IRM du patient à l’aide d’outils mathématiques et informatiques. Grâce à ces biomarqueurs, elle étudie l’effet du vieillissement sur le système circulatoire afin d’aider le médecin à déceler les anomalies cardiaques avec plus de précision.
La connectivité neurale et la plasticité cérébrale : Le développement de nouvelles méthodologies couplant divers examens de neuro-imagerie (IRM, médecine nucléaire…) et d’électrophysiologie (électroencéphalogramme, magnétoencéphalogramme, stimulation transcranienne) permet d’étudier l’organisation des réseaux neuronaux (connectivité) et leur adaptation, en cas d’atteintes du cerveau, pour maintenir au mieux un fonctionnement normal (plasticité cérébrale).
L’étude de la microcirculation : l’objectif est de diagnostiquer de façon plus précoce, par une meilleure connaissance de la microcirculation sanguine, les pathologies tel que les accidents vasculaires cérébraux ou certaines atteintes du foie ou des reins, en appliquant de nouvelles techniques ultrasonores utilisant des microbulles et permettant de dépasser la limite théorique de résolution des ultrasons.
L’imagerie d’onde mécanique en 3D : La connaissance de l’élasticité du tissu cardiaque et l’orientation des fibres qui le composent est une information qui peut aider à mesurer le degré d’atteinte du muscle cardiaque (fibrose due à des réorganisations tissulaires). Pour cela de nouvelles méthodes, fondées sur la propagation des ondes mécaniques produites naturellement par le cœur, doivent permettre de formaliser des marqueurs de la rigidité tissulaire.
L’imagerie et la thérapie ciblée pour le cancer et l’inflammation : De nouvelles méthodes, basées sur les ultrasons, permettent de libérer des substances médicamenteuses contenus dans des nanosytèmes biocompatibles injectés au patient. On améliore ainsi la capacité à mieux cibler les tumeurs ainsi qu’à diminuer les effets secondaires des traitements.