Simulation prédictive pour la planification en neuroradiologie interventionnelle – PreSPIN

Les accidents vasculaires cérébraux (AVC) ischémiques sont une des causes majeures de mortalité et morbidité dans le monde. Le déficit sévère qu’ils entraînent n’est réversible qu’à la condition d’une prise en charge thérapeutique rapide. Des essais cliniques récents ont démontré la grande efficacité de la Thrombectomie par voie Endovasculaire, qui est à présent la technique recommandée en routine clinique. Un traitement sûr et efficace impose cependant un temps de prise en charge très strict, et une très grande expertise des praticiens. La formation est essentielle pour améliorer la performance, et la simulation y joue un rôle croissant et incontournable. Les simulateurs commerciaux n’ont pourtant pas encore prouvé leur capacité à améliorer la performance clinique. En d’autres termes, l’expérience qu’ils procurent n’est pas transférable à la salle d’opération. PreSPIN (Simulation Prédictive pour la Planification en Neuroradiologie Interventionnelle) vise à combler le fossé entre la formation et l'intervention en visant la phase de planification. La simulation numérique peut y jouer un rôle fondamental à condition d’être prédictive, c'est-à-dire capable de reproduire les événements critiques pour les médecins.
Le projet rassemble une équipe multidisciplinaire de chercheurs en simulation numérique, traitement d'images et médecine clinique afin d'aborder les questions théoriques, technologiques et médicales qui font obstacle à un système de planification prédictive pour la gestion thérapeutique des AVC ischémiques. L'objectif général est de développer des méthodes originales pour la simulation interactive très fidèle de la navigation et du positionnement d'un cathéter dans le système circulatoire intracrânien, ainsi que la synthèse en temps réel d’images d’IRM de perfusion qui tire profit d’une simulation précise du flux sanguin dans à la fois les gros vaisseaux, et le réseau capillaire. Des nouveaux modèles vasculaires seront conçus, dédiés aux simulations numériques, et capables de capturer avec précision la topologie et la géométrie complexes du système vasculaire cérébral tortueux.

Dans ce contexte, PreSPIN :
- Objectif 1 : développera de nouvelles méthodes de segmentation et modélisation du système vasculaire cérébral du patient à partir des données d’ARM, afin de fournir des conditions aux limites aux simulations à venir;
- Objectif 2 : proposera de nouveaux modèles vasculaires adaptés à la simulation interactive du geste interventionnel, pour un choix plus éclairé des dispositifs médicaux et des options de traitement; et une simulation rapide du flux sanguin, pour prévenir les risques potentiels associés à la restauration de la circulation cérébrale;
- Objectif 3 : stimulera des avancées en calcul numérique de dynamique des fluides (CFD) et étudiera de nouveaux moyens de simuler l'imagerie de perfusion, afin de mieux prédire le résultat des traitements.
Ces progrès seront portés par des acquisitions de données expérimentales dans le but de fournir à la communauté des données in vitro ouvertes et des systèmes expérimentaux reproductibles. Ces données seront conçues en étroite collaboration avec les neuroradiologues interventionnels qui font partie des équipes partenaires du projet, afin de garantir la capture des phénomènes critiques et de progresser vers une définition et une évaluation techniques de la prédictivité médicale.
Le projet aura un fort impact sur l'utilisation de la simulation pour la planification, mais aussi pour la revue post-opératoire de cas. La formation bénéficiera de l’intégration facile et transparente de données patients dans les simulateurs, ce qui est essentiel pour la rapprocher des conditions cliniques réelles et la rendre transférable à l'intervention. Un objectif à plus long terme est de tirer parti de la simulation pendant l'intervention pour apporter des informations inaccessibles in vivo (par exemple, la pression sanguine, le frottement du cathéter ou une vue 3D complète).