Service en ligne automatisé pour la création de modèles 3D spécifiques aux patients afin d'étayer les décisions thérapeutiques

La sagesse mondaine "On ne peut pas voir dans une personne" n'est plus vraie depuis Wilhelm Conrad Röntgen. Les images en coupes provenant de procédures d'imagerie telles que la tomodensitométrie ou la TRM offrent aux médecins un aperçu de l'anatomie de leurs patients. Cependant, ils ne peuvent donner qu'une idée spatiale limitée des organes et de leur position les uns par rapport aux autres. Toutefois, cela est essentiel dans de nombreux domaines de la planification des opérations et des thérapies, ainsi que dans les échanges avec le patient qui y sont associés.

Des modèles tridimensionnels clairs (modèles 3D) obtenus à partir des données d'images médicales du patient pourraient constituer une aide à la décision importante pour le médecin et le patient. Cela vaut tant pour les modèles virtuels en 3D, dont les formes extérieures et intérieures (morphologies) peuvent être facilement visualisées interactivement de tous les côtés sur l'ordinateur, que pour les modèles en plastique en 3D produits à partir de ces modèles au moyen d'additifs (par exemple via l'impression en 3D).

Toutefois, leur production nécessite de nombreuses étapes manuelles, qui sont réalisées par des experts internes ou des prestataires de services en étroite collaboration avec le médecin. Cependant, en raison du temps important requis pour ce flux de travail, il est difficile de l'intégrer dans la routine quotidienne de la clinique.

Avec le groupe de chirurgie assistée par ordinateur du professeur Christian Hansen de l'université Otto-von-Guericke de Magdebourg, nous relevons le défi de permettre l'utilisation de modèles 3D spécifiques aux patients dans la routine clinique. Le projet se déroule du 01.11.2016 au 31.10.2019 et est financé par l'Union européenne et le Land de Saxe-Anhalt.

Notre vision est d'offrir aux experts médicaux une plate-forme permettant de transmettre facilement la génération et la production de modèles en interne ou en externe et de simplifier la communication. À cette fin, les médecins devraient non seulement pouvoir télécharger les données d'images de leurs patients en toute sécurité, mais aussi donner aux experts la possibilité de traiter, d'annoter et, dans certains cas, de segmenter eux-mêmes les données, à tout moment et à partir de divers appareils locaux ou mobiles. À cette fin, des techniques d'interaction intelligentes, l'automatisation (partielle) des techniques d'analyse et de segmentation d'images, des interfaces appropriées et d'autres services en ligne innovants sont étudiés et développés dans le cadre du projet de recherche.

Nous axons notre développement sur le cancer de la prostate. Avec un grand nombre de facteurs qui influencent les chances de guérison ainsi que les options thérapeutiques, il s'agit d'une application caractéristique et convient donc très bien comme exemple ainsi que pour une extension ultérieure à d'autres modèles de maladies.

Informations générales sur le tableau clinique et la motivation

Le cancer de la prostate est le cancer le plus fréquent chez l'homme et la troisième cause de décès liée au cancer en Allemagne, après le cancer du poumon et du colon. De nombreuses tumeurs sont découvertes par hasard ou se développent si lentement qu'elles ne provoquent jamais de symptômes. Cependant, les examens de dépistage signifient également que la majorité des tumeurs sont diagnostiquées à un stade précoce. Il y a donc de bonnes chances de trouver un remède. Cependant, si la tumeur s'est propagée à d'autres organes, le patient ne peut généralement être traité que de manière palliative.

Outre le stade, la morphologie de la tumeur a également une grande influence sur la thérapie et les chances de survie. L'éventail des options thérapeutiques va de la surveillance active à la chimiothérapie, à la radiothérapie ou à l'ablation chirurgicale, qui peuvent entraîner de graves effets secondaires et des dommages aux organes environnants. Pour éviter des dommages inutiles, un diagnostic très précis et une planification de la thérapie sont essentiels. Les succès obtenus en imagerie médicale renforcent notre volonté de rendre les images en tranches 2D générées plus compréhensibles, plus faciles à évaluer et utilisables pour un plus grand nombre de domaines d'application au moyen de représentations et de modèles 3D.

Partenaires de projet et financement de la recherche

Le projet "Service en ligne automatisé pour la production de modèles 3D spécifiques aux patients afin de soutenir les décisions thérapeutiques" a été financé par le Land allemand de Saxe-Anhalt et l'Union européenne.
Parmi nos partenaires de projet, on trouve :

www.europa.sachsen-anhalt.de
www.inf.ovgu.de