À l’occasion de l’inauguration des nouveaux bâtiments « Omics » de l’Institut Pasteur le 13 septembre 2018, Mohamed El Beheiry et Maxime Dahan – chercheurs pour l’Institut Pasteur et l’Institut Curie – ont présenté leur projet « Diva », une plateforme logicielle capable de projeter en réalité virtuelle (VR) des données issues d’images complexes, en 2D.
En effet, ces physiciens et ingénieurs des laboratoires de décision et processus bayésiens de l’Institut Pasteur ou d’imagerie et de contrôle optique de l’organisation cellulaire de l’Institut Curie développent depuis 2017, avec le soutien de l’Université Paris-Sciences-et-Lettres, cette solution qui s’appuie sur la réalité virtuelle pour proposer une visualisation facilitée de clichés d’imagerie médicale et d’images de microscopie complexes : un tel logiciel couplé à un casque de réalité virtuelle permet à l’utilisateur d’observer en 3D, avec une vision stéréoscopique (en conservant une impression de relief) l’objet « photographié » par une technologie d’IRM, de radiologie ou de microscopie, et d’interagir avec lui comme s’il était sous ses yeux.
De plus, le logiciel permet de sélectionner certaines informations afin de simplifier encore la modélisation réalisée en virtuelle.
Aussi, en facilitant l’analyse d’images difficiles à observer, un tel outil peut trouver des applications dans le domaine de la recherche, appliquée ou fondamentale, comme dans le domaine médical, notamment pour faciliter le diagnostic, ou en pré-opératoire pour informer au mieux le chirurgien de la configuration spatiale de la maladie. Par exemple, Diva est en 2018 testée par des chirurgiens de l’Institut Curie dans l’objectif d’optimiser le traitement chirurgical du cancer du sein.
Applications médicales et chirurgicales
Diva consiste en une plateforme logicielle exploratoire et de traitement d’images permettant :
- une projection 3D stéréoscopique et immersive d’images en 2D que l’utilisateur peut observer sous différents angles et dans laquelle il peut circuler au moyen d’un casque de réalité virtuelle ;
- une sélection d’informations afin de faciliter la lecture d’une image : supprimer certains détails de l’image peut permettre au contraire de favoriser l’observation d’autres informations du cliché.
Aussi, en rendant plus intuitive l’interaction d’un praticien tel qu’un radiologue, un chirurgien ou un anatomo-pathologiste avec des images biomédicales, cette solution peut :
- favoriser l’interprétation fine des images – extraction d’informations telles que l’environnement d’une tumeur, la forme, la densité ou l’irrigation d’un tissu, etc. -, en particulier par les radiologues ou les anatomopathologistes, et ainsi le diagnostic fin ou l’estimation de l’efficacité d’un traitement ;
- faciliter la communication entre les radiologues d’une part et les chirurgiens d’autre part : cet outil permet par exemple au chirurgien de visualiser précisément et rapidement la localisation d’une tumeur dont l’ablation est envisagée ou programmée.
Dans cette dernière application, l’instrument Diva est testée par des chirurgiens spécialisés dans le cancer du sein de l’Institut Curie : des premiers essais ont permis aux développeurs d’adapter les modélisations permises par le logiciel aux besoins particuliers de ces chirurgiens, qui ont réalisé des essais rétrospectif (répondant à la problématique : « Aurais-je été mieux préparé à l’opération d’une patiente donné si j’avais eu préalablement accès à Diva ? »), et prévoient de réaliser des études semi-prospectives et prospectives.
Pour ainsi optimiser et sécuriser le traitement chirurgical du cancer du sein, les développeurs espèrent que le logiciel soit autorisée d’ici février-mars 2019 à être mis à la disposition de chirurgiens issus de 5 à 10 services français. De plus, dans un futur plus lointain, cette plateforme logicielle pourrait éventuellement permettre d’automatiser l’ablation chirurgicale de tumeurs au moyen de robots chirurgicaux connectés à Diva.
Un logiciel destiné aux chercheurs
La plateforme permet par exemple de réaliser la cartographie sélective (simplifiée par la sélection uniquement des éléments intéressants pour le chercheur) de l’environnement des cellules neuronales, la détection d’épines neurales, la mesure de flux et la caractérisation d’échanges intercellulaires ainsi que la reconstitution de petits organes ou tissus à partir de coupes séparées de ces organes ou tissus : elle vise à simplifier la représentation de phénomènes visiblement complexes, que les chercheurs peuvent difficilement appréhender par des images « brutes ».
Ainsi, Diva peut permettre, en recherche fondamentale comme appliquée, de préciser la relation entre la structure d’une entité anatomique ou cellulaire et son activité notamment biologique.
Facilité d’utilisation et accessibilité
La solution Diva peut être utilisée par des établissements hospitaliers ou de recherche disposant de peu de moyens car, tout d’abord, le coût des casques de réalité virtuelle a fortement diminué depuis 2015 et, deuxièmement, la plateforme est conçue pour fonctionner sur des ordinateurs de gamme basse à moyenne mais aussi pour éviter d’avoir à sortir les données à analyser de leur hôpital ou de leur équipe de recherche d’origine.
En outre, les développeurs précisent que la partie microscopie du logiciel sera accessible en open source (en libre accès).
