L’Inria, des méthodes aux jumeaux

Publié le 16 juillet 2024 par Kim Janiec

L’Inria, des méthodes aux jumeaux pour la santé

Dans le domaine des jumeaux numériques pour la santé, l’ambition de l’Inria est de déployer des méthodes afin de les rendre exploitables et exploitées par des entreprises. Elles peuvent être appliquées à une cellule jusqu’à un ensemble d’organes.

Inria au cœur de VivaTech 2024 : InHeart © Inria / Photo M. Magnin

L’Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique (Inria) aborde la technologie des jumeaux numériques sous ses différents domaines d’interventions des transports, à l’énergie en passant par la sécurité ou encore l’industrie. À l’occasion du salon VivaTech, le volet santé numérique était représenté et accompagné de différentes start-ups.

«Un projet est en cours entre Dassault Systèmes et l’Inria, au sein du consortium «Meditwin», présente Guillaume Turpin, Responsable partenariats stratégiques de l’Inria. Il vise à exploiter le digital twin dans le milieu médical et qu’en finalité Dassault Systèmes propose sur ses plateformes logicielles des outils pour la virtualisation médicale. L’idée est de déployer des solutions «du suivi de patient préopératoire, à l’aide à la chirurgie avec une caméra et la superposition de modélisations. Mais aussi, aller jusqu’au suivi post-op et la prévention avec des recommandations de suivis en fonction du jumeau.»

Modélisation 3D d'un foie par la société Twinical Pour l’heure, l’Inria se charge de développer des méthodes et des modules transférés à des acteurs économiques ou publics, comme «des start-ups, des grosses entreprises ou des hôpitaux.» Parmi les méthodes, il y a la virtualiser d’objets, mais surtout la nouveauté est de «mettre son corps dans l’ordinateur, détaille Guillaume Turpin, et d’y adjoindre beaucoup de données.» Il est donc nécessaire d’être capable de traiter un gros volume d’informations. «Les méthodes aiment bien les données propres et complètes, mais ce n’est jamais complètement le cas», d’autant que les informations sont issues de sources différentes : comptes rendus écrits, sons, images… «Il s’agit d’une espèce d’océan duquel il faut extraire la petite goutte pertinente pour chaque patient et chaque cas d’application, tout en prenant compte des contraintes d’accessibilités et de confidentialités.» La numérisation de la santé comprend donc de nombreux champs de recherches. «Mon espace santé » est, par exemple, un premier pas. « L’ambition est que le jumeau soit capable de faire des prévisions pour pousser les actes préventifs à l’échelle individuelle, pour ensuite le décliner à l’échelle de la population.»

Un foie clôné

Simulation d'une chirurgie sur un foie et sur son jumeauDe nombreux projets de jumeaux numériques à échelles différentes de la cellule à l’ensemble d’organes sont dans les cartons. La start-up Twinical propose notamment une application qui reproduit en temps réel les déformations appliquées à un foie humain pendant une intervention chirurgicale. «Pour commencer, l’organe va être digitalisé par un CT Scan, afin d’obtenir une série d’images, il est ensuite reconstruit en 3D avec un logiciel comme Synapse 3D, présente Nicolas Carrez, Head of software chez Twinical. Le réseau vasculaire et les tumeurs sont modélisés et lors d’une opération, il est possible de visualiser les effets de la manipulation sur l’organe. Ce retour fournit des informations supplémentaires afin de simplifier les opérations et potentiellement remplacer les outils échographiques, par exemple.» Encore au stade de démonstration, leur objectif est de commercialiser une suite de deux produits. Un outil préopératoire pour visualiser le jumeau numérique dans un espace 3D et pour planifier l’opération, en ajoutant des segments à retirer ou des jalons de parcours et un second outil pour un usage pendant l’opération.

«De premiers essais cliniques devraient avoir lieu l’année prochaine, afin d’envisager la commercialisation d’une première version l’année d’après, avec les certifications CE.» À terme, il devrait être possible de réappliquer les parcours planifiés ou d’ajouter des simulations de déformation, comme l’effet d’une main qui tirerait les tissus. «L’idée est d’ensuite de déployer la solution pour d’autres organes mous», assure l’équipe Mimésis, groupe de recherche de l’Inria Strasbourg et du CNRS, est à l’origine de cette démonstration.