CREATIS a pour mission d’acquérir et d’extraire des informations anatomiques, fonctionnelles et métaboliques pour contribuer à la compréhension des tissus et organes vivants sains ou pathologiques en utilisant l’imagerie multi-physique comme outil principal d’exploration. Dans ce contexte, l’engagement des membres du laboratoire est d’identifier les verrous et points de blocage scientifiques théoriques relatifs à l’acquisition et au traitement de ces informations. Le centre répond également au défi d’apporter davantage de réponses aux grandes questions médicales dont les enjeux sont aujourd’hui majeurs.

Une approche multidisciplinaire

Les investigations menées au sein de CREATIS s’effectuent à l’interface entre la science et la santé, et requièrent des compétences interdisciplinaires. Ainsi, cette unité de recherche de quelque 200 personnes rassemble des chercheurs issus de trois disciplines principales : la science du vivant, la science et la technologie de l’information et de la communication, et la science pour l’ingénieur.

On compte parmi eux des physiciens spécialisés dans la méthodologie et l’instrumentation. Concrètement, ils sont chargés de concevoir des capteurs ou sondes, de nouvelles stratégies ou procédés d’acquisition pour mesurer les signaux comme par exemple en IRM ou en ultrason.  

Les images et informations spécifiques acquises sont ensuite exploitées et quantifiées par des spécialistes en traitement du signal et de l’image grâce à des techniques de traitement avancées. On détermine ainsi une multitude de paramètres, qui permettent une meilleure compréhension du fonctionnement des organes et des tissus vivants. Une fois validés, ces paramètres peuvent devenir des biomarqueurs d’imagerie qui sont essentiels dans l’établissement de diagnostics ou de pronostics, ainsi que dans les approches thérapeutiques des pathologies graves, dont l’accident vasculaire cérébral (AVC), le cancer et le syndrome de détresse respiratoire aiguë (SDRA).

Les équipes de CREATIS

CREATIS comporte cinq équipes de recherche, dont les projets sont axés sur différents objectifs bien identifiés mais toujours orientés vers la simulation, la modélisation et la quantification de données d’imagerie pour le progrès réel et concret de la médecine.

L’équipe  « imagerie et  modélisation vasculaire et thoracique » est spécialisée dans l’établissement des liens entre les données d’imagerie et les questions cliniques concernant les pathologies cardiovasculaires et  pulmonaires. Elle s’intéresse donc principalement à l’étude, sur le versant vasculaire, des organes situés dans le thorax comme le poumon et le cœur, en exploitant les différentes modalités d’imagerie disponibles.

L’équipe « Imagerie ultrasonore » a pour objectif d’extraire des paramètres de mouvement, d’élasticité, de pression ou encore de flux nécessitant des acquisitions ultra-rapides tridimensionnelles. Ces méthodes sont développées à partir de simulations et validées sur des objets physiques (dits fantômes) avant d’être transférées sur le vivant.

L’équipe « imagerie tomographique et radiothérapie » développe principalement l'imagerie par rayon X, communément appelée scanner, et s’investit dans le domaine de la radiothérapie en exploitant l’image comme support pour guider la thérapie. Cette équipe applique ses recherches au traitement du cancer et à l’imagerie osseuse à différentes échelles spatiales (nano, micro).

L’équipe « RMN et Optique : de la mesure aux biomarqueurs », met les biomarqueurs au cœur de ses objectifs de recherche. Les biomarqueurs sont des paramètres liés directement au développement d’un processus pathologique dont l’usage est adopté dans la pratique clinique. Ces biomarqueurs sont de types morphologiques, structuraux, hémodynamiques, viscoélastiques ou encore métaboliques. Ils sont recherchés spécifiquement dans l’exploration du foie, des parois digestives, du cartilage articulaire et du cerveau. La complémentarité des modalités IRM et optiques est également mise en œuvre pour développer l’imagerie hybride.

L’équipe « Images et modèles », quant à elle, identifie et résout les problèmes de méthodologie liés au traitement des images médicales. Elle cherche à exploiter de façon optimale les informations issues de données complexes fournies par les autres équipes. L’équipe « Images et modèles » œuvre donc surtout dans la modélisation et le traitement amont en mettant en œuvre des méthodes avancées et innovantes afin d’analyser les données issues de plusieurs modalités à la fois (imagerie IRM, imagerie scanner, imagerie ultrasonore, etc…). L’ensemble de ces techniques d’imageries multimodales génère de grandes masses de données (big data) qui recèlent une grande richesse de connaissances.

Des plates-formes de pointe

Inscrit au rang des pionniers français aux grandes ambitions dans le domaine de l’imagerie, CREATIS a mis un point d’honneur à se doter des technologies dernier cri existantes. Il a sa propre infrastructure technologique, comportant des équipements informatiques et d’imagerie.

En termes de technologie d’imagerie, CREATIS dispose d’une plate-forme multi-modale pré-clinique pour le développement expérimental, comportant des matériels de pointe, notamment un système IRM à haut champ magnétique équipé d’une chaîne de réception multi-noyaux et des capteurs associés (un second est en cours d’acquisition), divers échographes standards ou de recherche (avec module d'acquisition rapide (1 000 images par seconde), programmable avec sonde pour l'imagerie 3D, haute fréquence), différents bancs d’optique dont un développé tout particulièrement pour l’imagerie per-opératoire du glioblastome. Et les logiciels développés par les équipes de CREATIS garantissent une qualité optimale des calculs, des simulations, des reconstructions d’images et d’extraction des paramètres.

Outre ladite plate-forme disponible sur place, CREATIS a aussi accès aux équipements des entités (laboratoires, universités ou hôpitaux) avec lesquelles il a développé des partenariats. C’est par exemple le cas avec l’IRM 3T (MAGNETOM Prisma, Siemens Healthcare) située sur le site de l’hôpital Nord du CHU de Saint-Etienne (opéré par le GIE IRMAS). Cet équipement unique sur la région Auvergne-Rhône-Alpes, dédié 50% de son temps à la clinique et 50% à la recherche, est équipé d’une chaine multi-noyaux.

Une collaboration dynamique nationale et internationale

Consciente de l’importance des échanges et des coopérations dans le domaine des recherches scientifiques, l’unité de recherche CREATIS a développé des partenariats privilégiés. Elle compte désormais plus de 25 coopérations académiques actives dans 15 pays différents, en plus de celles qu’elle entretient dans le milieu industriel avec des start-up, des entreprises moyennes ou des grandes entreprises, dont les plus importantes sont Siemens, General Electric, ou encore Philips.

Aux côtés de l’INSA de Lyon, l’Université Claude Bernard Lyon 1, l’Université Jean Monnet de Saint-Etienne, le CNRS et l’Inserm qui sont les  établissements et organismes de tutelles de CREATIS, le centre Léon Bérard, le CHU de Saint-Étienne, ou les Hospices civils de Lyon sont des partenaires privilégiés. Mais les relations de CREATIS ne se limitent pas à l’échelle nationale. L’unité de recherche témoigne également d'une forte collaboration internationale avec des pays leaders en matière d’innovation, tels que les Pays-Bas, l’Allemagne, les États-Unis, l’Italie, la Chine, la Colombie ou la Suisse. La création du Laboratoire International Associé LIA MetisLab, un laboratoire spécialisé dans le traitement de l’imagerie médicale, commun avec le Harbin Institute of Technology en Chine, est l'une des preuves concrètes de cet encrage international.