Une nouvelle technique pour lutter contre le cancer du sein utilise la technologie spatiale

ActiveFU will offer a non-invasive treatment option for cancer
Hugo Brunsveld van Hulten
20 janvier 2004

Un nouveau système non invasif pour le traitement du cancer est actuellement développé à l'aide des technologies utilisées par l'industrie spatiale européenne. La première cible de ce nouveau traitement, qui pourrait être prêt dès 2006, est le cancer du sein.

L'entrepreneur néerlandais Hugo Brunsveld van Hulten a trouvé une solution pour aider les médecins à combattre le cancer du sein. Cette solution associe deux techniques : l'imagerie par résonance magnétique (IRM) qui permet de localiser et de diagnostiquer les tissus cancéreux et les ultrasons focalisés de haute intensité (UFHI) qui permettent de "brûler" les cellules malignes.

Cette invention, qui porte le nom de ActiveFU, est actuellement développée par Brunsveld van Hulten au nouvel Incubateur Spatial Européen (ESI) situé au Centre Européen de Recherches et de Technologies Spatiales (ESTEC) aux Pays-Bas. Grâce à l'utilisation des technologies spatiales et à l'expertise des équipes de recherche spatiale de l'ESA, plusieurs défis ont pu être relevés.

"L'UFHI est une technique d'intervention reconnue pour l'ablation des cellules cancéreuses dans le corps humain", explique Brunsveld van Hulten. "Cette technique, associée aux récents progrès faits par l'IRM qui peut désormais fournir une image correcte en temps réel de la zone au cours du traitement, permettra à l'opérateur du ActiveFU de contrôler très étroitement l'ensemble du processus de destruction hyperthermique des tumeurs".

Ce système innovant offrira aux patientes atteintes d'un cancer du sein une nouvelle possibilité de traitement non invasive bien moins pénible et exempte des effets secondaires négatifs associés à la chimiothérapie et à la radiothérapie.

"Autre avantage de ce système : le secteur de la santé publique réalisera des économies car il s'agit d'un traitement ambulatoire", ajoute Brunsveld van Hulten.

Mathématicien de formation, Brunsveld van Hulten a commencé à travailler dans le domaine de la télédétection. Mais depuis le début des années 90, il s'est intéressé à l'utilisation de l'IRM dans la pratique des biopsies pour le cancer du sein ainsi qu'à l'étude de l'utilisation des ultrasons dans les traitements médicaux.

"Cette idée m'est venue en observant le marché de l'IRM, qui se limite toujours aujourd'hui aux diagnostics. J'ai ainsi pu constater que la prochaine étape logique de l'utilisation de l'IRM serait la thérapie interventionnelle", explique Brunsveld van Hulten. "J'en suis venu à la conclusion que l'utilisation d'un système UFHI spécifique associé à une antenne sein IRM de qualité (l'appareil qui génère l'image) constituerait une avancée majeure".

"L'antenne sein sélectionnée permet également d'établir un diagnostic par IRM d'une manière non invasive ou de pratiquer une spectroscopie à résonance magnétique pour effectuer une analyse chimique ou une biopsie afin de déterminer la pathologie. Elle complète l'ensemble d'outils de diagnostic et d'intervention performants déjà présents dans un service d'IRM".

Afin d'obtenir un avantage concurrentiel supplémentaire, Brunsveld van Hulten a sélectionné une antenne sein compatible avec les derniers systèmes 1.5-Tesla et 3-Tesla, dont les taux d'acquisition sont plus élevés et la résolution améliorée, qui ont été récemment mis sur le marché par les trois principaux distributeurs de scanners IRM : General Electric, Siemens et Philips.

Sa nouvelle technique peut être utilisée pour traiter des petites tumeurs localisées mais Burnsveld van Hulten a choisi pour commencer de se concentrer sur le cancer du sein, ce cancer étant la forme la plus répandue de cancer touchant les femmes de 35 à 69 ans.

L'aide obtenue grâce à l'expertise de l'ESA est sous les auspices de l'ESI

La Concurrent Design Facility de l'ESA contrôle les conceptions de haute technologie

De nombreuses pièces de l'édifice doivent encore trouver leur place avant que les patients ne puissent être soignés, c'est la raison pour laquelle il est si important de pouvoir utiliser l'Incubateur Spatial Européen (ESI) situé à l'ESTEC et de pouvoir compter sur le soutien d'ingénieurs de l'ESA et d'experts médicaux.

"La capacité de l'ESA à simuler des systèmes complexes a été essentielle pour nous permettre de déterminer les matériaux et les technologies à utiliser", déclare Brunsveld van Hulten. La plate-forme logicielle EuroSim – à l'origine développée pour l'ESA pour lui permettre de simuler en temps réel le comportement des satellites – a été utilisée pour contribuer à résoudre les complexités techniques liées à la conception du système.

Bien que la majeure partie du matériel soit standard, Brunsveld van Hulten a souligné que seuls "les circuits électroniques et le logiciel intégré de l'ESA lui ont permis de développer une simulation en temps réel du système et un système de contrôle du principal procédé de traitement thermique – avantages indéniables obtenus grâce aux technologies spatiales qui ont été appliquées à ce produit médical déjà à la pointe de la technologie."

L'expertise de l'ESA en matière de modélisation de la propagation des ondes a été déterminante pour permettre aux technologies IRM et UFHI de fonctionner ensemble de manière optimale. La modélisation permet une simulation rapide des paramètres du transducteur à ultrasons afin de contrôler les effets avant un éventuel traitement.

Généralement, l'imagerie par résonance magnétique est perturbée par les systèmes thérapeutiques à ultrasons. Néanmoins, Brunsveld van Hulten a réussi grâce à l'aide des experts de l'ESA à ajuster les fréquences et les phases des signaux de telle sorte qu'un médecin utilisant l'ActiveFU peut pratiquer l'intervention et dans le même temps suivre le résultat grâce à l'IRM.

Des moteurs piézo-électriques miniatures non magnétiques sont utilisés pour positionner l'équipement avant l'intervention. Cedrat Technologies avait à l'origine développé cette technologie pour des applications spatiales où aucune perturbation du champ magnétique homogène destiné à l'imagerie ne peut être acceptée.

En décembre, la Concurrent Design Facility (CDF) de l'ESA a été mise à contribution pour ajuster et préciser les exigences techniques des différents composants de ce projet complexe. Des spécialistes de différentes disciplines techniques ont participé à un certain nombre de sessions organisées par la CDF au cours desquelles ils ont "négocié" de manière interactive les exigences de leurs sous-systèmes respectifs. Cette procédure dynamique permet d'identifier et d'éliminer rapidement les conflits déjà présents dans le système et ce, même aux étapes les plus complexes de sa conception.

ESI stand at the Industry Space Days in ESTEC
L'Incubateur Spatial Européen aide les entrepreneurs qui utilisent les technologies spatiales

Outre l'aide obtenue auprès des experts médicaux internes de l'ESA, l'ESI a également aidé Brunsveld van Hulten en organisant un atelier international, sous les auspices de l'ESA, destiné à consulter d'éminents experts médicaux extérieurs. Les participants ont discuté des besoins de l'utilisateur et des contraintes opérationnelles ainsi que des méthodes de diagnostic non invasives utilisées par la technologie IRM en rapide développement.

L'ActiveFU est le premier produit à émerger de l'ESI. Bruno Naulais, directeur de l'ESI : “Notre expérience avec le projet ActiveFU a démontré que l'ESI peut combler le fossé qui existe entre avoir une idée et la mettre en pratique. L'ESI apporte son soutien aux entrepreneurs tels que Brunsveld van Hulten en leur permettant d'élaborer un plan de développement viable, de mener des études de faisabilité sur la technologie devant être utilisée et d'amener un projet à un niveau tel qu'il saura attirer les capitaux nécessaires pour co-financer son développement futur."

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