À pas de géants pour la santé

L’incontournable tomographie d’émission par positrons

Plusieurs chercheurs interdisciplinaires collaborent à l'élaboration de scanners, dont le Pr Roger Lecomte de la Faculté de médecine et des sciences de la santé.
Plusieurs chercheurs interdisciplinaires collaborent à l'élaboration de scanners, dont le Pr Roger Lecomte de la Faculté de médecine et des sciences de la santé.
Photo : UdeS

Que savez-vous de la tomographie d’émission par positrons (TEP)? En effet, il s’agit d’une technique importante d’imagerie médicale. À l’aide d’un traceur radioactif – le plus commun étant à base de glucose – les scanners à TEP parviennent à détecter diverses anomalies métaboliques.

Qu’est-ce que la tomographie d’émission par positrons ?

La TEP vise à produire l’image de la façon dont l’organisme transforme ou métabolise un traceur tel le glucose. Si les cellules ou tissus s’y avèrent plus réactifs qu’attendu, il est possible de conclure sur certaines maladies. Par exemple, les cellules cancéreuses requièrent beaucoup de glucose pour se multiplier. Conséquemment, ces dernières capteront davantage le traceur que des cellules dites « normales », donc saines. De ce fait, la méthode a la faculté d’identifier et de localiser les tissus cancéreux.

La tomographie d'émission par positrons est un procédé d'imagerie médicale usant d'un traceur radioactif, souvent à base de glucose.

La tomographie d'émission par positrons est un procédé d'imagerie médicale usant d'un traceur radioactif, souvent à base de glucose.


Photo : Fournie

En oncologie et en santé mentale, les scanners TEP permettent de localiser et de mesurer certaines anomalies neurodégénératives comme la maladie d'Alzheimer (MA) : « Pour dépister la MA, le traceur cible une protéine appelée "tau" ou une autre molécule appelée "beta-amyloïde". Le scanner TEP sert à en mesurer la quantité et à déterminer l'avancement de la maladie », explique Réjean Fontaine, professeur au Département de génie électrique et génie informatique de la Faculté de génie :

 « D’un point de vue oncologique, quand les résultats révèlent une abondance de glucose, c’est qu’il existe des tumeurs malignes.

Des dizaines d’années de savoir-faire

Le Pr Réjean Fontaine cumule plus de 20 ans d'expérience en conception de circuits intégrés, appliqués à la TEP.
Le PRéjean Fontaine cumule plus de 20 ans d'expérience en conception de circuits intégrés, appliqués à la TEP.
Photo : UdeS

Depuis près de 20 ans, le Pr Réjean Fontaine conçoit des systèmes électroiques et informatiques appliqués à l’imagerie médicale, dont la TEP. Grâce à une collaboration étroite avec le Centre d’imagerie moléculaire de Sherbrooke (CIMS) du CRCHUS, le chercheur du 3IT a contribué à créer une série de scanners avec détecteurs à circuits intégrés, basés sur des photodiodes à avalanche :

L’objectif, c’est d’observer le même détail chez la souris que chez l’humain. Nous allons chercher des résolutions spatiales encore meilleures. Ce but nous a mené à concevoir des machines toujours plus sophistiquées.

Au 3IT se trouve le premier scanner élaboré par le Pr Réjean Fontaine et son équipe : « La conception de cette machine date de 2002 et a été mise en service en 2006. Elle offre 1,3 mm de résolution spatiale », affirme-t-il.

Le premier scanner développé par le Pr Réjean Fontaine et son équipe a été commercialisé en 2006.
Le premier scanner développé par le Pr Réjean Fontaine et son équipe a été commercialisé en 2006.
Photo : UdeS

Depuis, les nouveaux appareils ont atteint une résolution spatiale de 0,75 mm chez la souris. Les scientifiques continuent de peaufiner ces modèles de « deuxième génération ».

Projet titanesque en cours

À l’heure actuelle, des chercheurs du 3IT et du CIMS travaillent à la conception d’un scanner de précision supérieure, fondé sur les mêmes technologies, mais œuvrant sur le cerveau humain. Cette étude d’envergure exige d’autant plus de finesse :

« Interagir avec les humains demande beaucoup de rigueur. Il faut prioriser la sécurité. Ce sont des scanners de très grande taille », exprime le Pr Réjean Fontaine.

Pour commercialiser le produit, le groupe coopère avec le partenaire Image Research & Technology (IR&T) à même les locaux du 3IT. L'entreprise compte des professionnels et étudiants interdisciplinaires, issus des domaines de la gestion et du droit, entre autres.

L’équipe de recherche collabore également avec des experts du CHUS et de l’Université de Harvard. En fait, Harvard compte une multitude de spécialistes de l’Alzheimer. Les assemblages microélectroniques sont quant à eux réalisés directement au 3IT. Toutes ces expertises combinées font avancer la science à pas de géants :

« L’apparition de la MA proviendrait d’infimes sous-structures du cerveau, de 1,8 mm. Cela dit, nous développons une technologie qui pourrait atteindre le 1,25 mm », explique le Pr Réjean Fontaine.

Ainsi, la solution technologique saura peut-être identifier la sous-structure d’où naît la maladie d’Alzheimer, un mal qui renferme à ce jour tant de mystère.

Un travail interdisciplinaire

Les scanners développés au 3IT découlent d’un travail d’équipe gigantesque. Plusieurs expertises les ont menés à bien : la microélectronique, l’informatique, la physique et la médecine nucléaire, entre autres. Le Pr Roger Lecomte de la Faculté de médecine et des sciences de la santé représente d’ailleurs l’un des éminents chercheurs à la source de cet accomplissement.