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Angiographie cérébrale avec IA

Annette Birkhold | Inventeurs de l'année Siemens | Nouvelle venue

Une malformation artérioveineuse (MAV) est une maladie vasculaire caractérisée par des artères et des veines irrégulièrement connectées, qui perturbe le flux sanguin et la circulation de l'oxygène. Dans la zone touchée du corps, les artères et les veines ne se ramifient pas en fins capillaires comme chez les personnes en bonne santé ; elles se développent plutôt ensemble pour former un enchevêtrement vasculaire complexe. Les MAV peuvent survenir dans tout le corps, mais elles présentent des problèmes médicaux particulièrement graves pour le cerveau. « Une telle malformation du cerveau peut être à l'origine de divers déficits neurologiques ou même d'une hémorragie cérébrale. La dangerosité de cette maladie dans certains cas et la meilleure façon de la traiter dépendent toutefois de l'anatomie exacte de l'enchevêtrement vasculaire. Parfois, un traitement médicamenteux est possible, mais parfois une intervention chirurgicale est nécessaire : par exemple, lorsque l'enchevêtrement fait monter la pression artérielle au point que les vaisseaux peuvent se rompre », explique Annette Birkhold, inventrice de l'année 2024 dans la catégorie Nouveaux arrivants. « Mon invention permet aux médecins de traiter les patients grâce à des images détaillées en 3D et 4D des artères et des veines. Il peut également être utilisé pour le diagnostic et la planification du traitement des patients atteints de MAV et d'autres maladies vasculaires. »

Un coup d'œil dans le cerveau

Woman with short hair in white shirt and black jacket smiling softly against white wall, gazing left.

Les vaisseaux sanguins peuvent être examinés par angiographie. Lors d'une angiographie du cerveau, un cathéter est d'abord inséré dans l'artère inguinale, puis, sous radiographie, il est poussé jusqu'aux vaisseaux du cou. Un agent de contraste (ou colorant) est ensuite injecté dans la circulation sanguine, remplissant les vaisseaux et les rendant visibles aux rayons X. À l'aide d'une procédure d'imagerie similaire à la tomodensitométrie mais utilisant un système d'angiographie, une image tridimensionnelle détaillée des vaisseaux sanguins remplis de produit de contraste est créée.

« L'anatomie d'une MAV peut être très complexe. Il n'est souvent possible de le visualiser dans son intégralité que si le produit de contraste est injecté à différents moments l'un après l'autre. Et cela n'est possible qu'avec plusieurs angiographies », explique Annette. « Ma méthode est utilisée pour synchroniser les données d'image de plusieurs angiographies et les fusionner en un seul modèle. » Cela permet de créer une représentation 3D détaillée et complète de tous les vaisseaux sanguins impliqués dans l'AVM et une vidéo en 4D qui montre comment l'agent de contraste se déplace dans les vaisseaux au fil du temps.

Soutien thérapeutique

Ces images 4D peuvent aider les médecins traitants tout au long du processus de planification et de mise en œuvre du traitement. Lors de la planification, il est particulièrement important pour eux de comprendre ce qui se passe au centre de l'AVM, le nidus. « L'image 4D permet de se concentrer sur la plage de temps pendant laquelle le produit de contraste passe par le nidus et de bloquer tout ce qui se passe avant ou après », explique Annette. « Cela permet de savoir quelles artères se trouvent devant le nidus et quelles veines se trouvent derrière celui-ci. »

Si un traitement endovasculaire est nécessaire, une procédure peu invasive qui consiste à fermer les vaisseaux du nidus, l'image 4D permet de déterminer à l'avance le trajet à travers les vaisseaux jusqu'au nidus. Pendant l'intervention, lorsque le cathéter est de nouveau poussé vers la région cible et surveillé par imagerie radiographique 2D continue, l'image 4D peut également être affichée et fournir des conseils supplémentaires au chirurgien.

Screenshot of data visualization with colorful bar graphs and pie charts on a dark background

Estimation de la pression artérielle locale à l'aide d'une simulation

A woman with short hair is standing in front of a white wall, wearing a black dress and looking to the left.

« Ce modèle détaillé de l'AVM, un jumeau numérique, offre également la possibilité de fournir une assistance supplémentaire à l'aide de méthodes mathématiques. « Nous travaillons sur des modèles qui utilisent l'intelligence artificielle et la simulation du débit pour estimer la pression artérielle dans les vaisseaux », explique Annette. « Nous serons en mesure de fournir encore plus d'informations à l'avenir sur les cas où de dangereuses ruptures vasculaires peuvent survenir lors d'une MAV. »