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Revue 175 - Les nouvelles technologies pour la santé

Articles Revue TELECOM

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15/01/2015

Les nouvelles technologies pour la santé

Par Chafiaa Hamitouche et Christian Roux dans la revue TELECOM n° 175

Faire face au vieillissement des populations en alliant longévité, bien-être et qualité des soins représente un des défis majeurs auxquels nos sociétés sont confrontées. La solution se situe probablement dans les progrès des nouvelles technologies pour la santé.

Que sont les nouvelles technologies pour la santé ?

Les nouvelles technologies contribuent de façon considérable au progrès dans le domaine de la santé grâce à une présence à la fois en diagnostic, en action thérapeutique, en assistance à l’autonomie des personnes et à l’organisation du système de santé.
 

Les technologies pour la santé (TS), couvrent les domaines de l’Imagerie, E-Santé, GMCAO1, les dispositifs implantables, l’assistance au patient et à la personne, les biotechnologies et bio-ingénierie ainsi que le développement du médicament.
 

S’agissant d’un domaine multidisciplinaire, les TS s’appuient sur plusieurs disciplines scientifiques et cliniques et contribuent, en retour, à la recherche fondamentale, en résolvant de nouveaux problèmes scientifiques en physique, chimie, informatique, … par l’apport de nouveaux outils d’observation, de simulation numérique, d’organisation, ... aux cliniciens.

Le succès des TS tient, d’une part, du fort centrage sur l’humain (patient, handicapé, personnes âgées en perte d’autonomie ou, plus généralement, en état de fragilité, professionnel de santé ou médico-social), et, d’autre part, d’une étroite collaboration entre chercheurs scientifiques ou technologiques, biologistes ou cliniciens et industriels en charge du transfert en routine clinique.

Technologies pour la santé numérique

Le numérique est un outil puissant et un élément déterminant dans le développement des TS et, par conséquent, dans le progrès de la médecine. Le numérique contribue aux transformations du système de santé au travers de l’e-santé, de l’aide à l’autonomie, del’accès aux connaissances de santé, de l’imagerie, du traitement des données massives biologiques et médicales, de l’aide au diagnostic, au geste thérapeutique et suivi du patient. Les domaines suivants font partie de ceux pour lesquels le numérique prend une place de toute première importance.
 

Imagerie : l’évolution technologique tend vers une imagerie physiologique (exemple de l’imagerie dynamique), multimodale et plus intégrative grâce à la multiplicité des échelles d’observation. L’imagerie médicale permet une meilleure exploration du vivant et uneamélioration des connaissances en biologie moléculaire et cellulaire. Elle vise une meilleure prévention, un diagnostic de plus en plus précoce et un suivi thérapeutique personnalisé. L’effort porte sur le développement de méthodologies dans le domaine de la fusion d’informations multimodales, multi-échelles, spatio-temporelles (morpho-fonctionnelles) ainsi que le développement de modèles multi-échelles (de la molécule à l’organe, à l’organisme, aux populations) ;

 


Implant orthopédique de la prochaine génération : prototype de la prothèse autonome en énergie et adaptative à l’évolution morpho-fonctionnelle post-opératoire du patient - projet en cours de développement à Télécom Bretagne- Institut Mines Telecom - LaTIM INSERM U1101 [1]







Assistance au geste thérapeutique et dispositifs implantables intelligents : les technologies mises en œuvre sont l’imagerie, la fusion d’informations, la navigation, la localisation 3D, la réalité augmentée, la robotique, … et les besoins concernent les gestesthérapeutiques mini-invasifs guidés par l’image. Sont également concernés les dispositifs médicaux implantables intelligents (actifs) pour leur réponse aux besoins de thérapie minimalement invasive pour un grand nombre de pathologies, leur aspect communicant etautonome permettant de limiter les interactions avec le milieu hospitalier tout en maintenant la surveillance et le suivi du patient (figure 1).
 

E-santé : ce domaine résulte de l’association des Technologies de l’Information et de la Communication (TIC) et des TS. Ce domaine se base sur les dispositifs médicaux embarqués communicants, les biocapteurs, l’instrumentation, le traitement de l’information et les applications concernent la télémédecine, l’autonomie et l’assistance à la personne. Les questions traitées dans cette thématique sont l’accès aux données partagées, les réseaux, la qualité, la sécurité de l’information et de la décision, le traitement de données (de taille importante), la prise en compte de contraintes économiques, organisationnelles et réglementaires.

Evolutions technologiques

Il est à noter une double évolution sur les échelles d’observation et d’action qui iraient (i) vers le bas, avec notamment les nanotechnologies et la santé individuelle et (ii) vers le haut, au niveau des populations et de la santé publique.
 

(i) Descente en échelle : Imagerie cellulaire et moléculaire pour l’évaluation in vivo de nouveaux médicaments, la définition et le suivi de thérapies ciblées et personnalisées, et le dépistage des patients à risque identifiés par profils génétiques. Développement de modèles physiopathologiques permettant d’identifier et de ralentir des processus biologiques dégénératifs (responsables de pathologies).
 

(ii) Montée en échelle : Extension à l’échelle des populations grâce à l’utilisations d’informations épidémiologiques, modèles compartimentaux pour l’aide à la compréhension et/ou à la décision.

D’autres axes d’innovation peuvent également être notés (déclinables partiellement sur le registre «descente en échelle») : nouveaux détecteurs plus sensibles et plus rapides, imagerie spectrale, imagerie hybride (e.g. PET/MRI, US/Optique), imagerie 4D résolue dans le temps, montée en puissance de l’imagerie interventionnelle (y.c. radiothérapie) (nouveaux imageurs et nouvelles sondes dédiés, visualisation augmentée).

Par ailleurs, la descente en échelle vers la nanomédecine provoque de nombreuses attentes concernant, d’une part, la délivrance ciblée de principes actifs pour augmenter l’efficacité des traitements tout en diminuant leurs effets secondaires [2], et, d’autre part, la radio-sensibilisation avec l’utilisation de nanoparticules inorganiques pour potentialiser localement l’effet d’une radiothérapie [3]. Une autre voie est en train d’émerger qui concerne l’imagerie fluorescente à l’aide de nanoparticules dont l’utilisation est envisagée en per-opératoire pendant l’acte chirurgical. Il s’agit de développer simultanément des biomarqueurs tumoraux composés de nanoparticules capables de se fixer spécifiquement sur des cellules carcinomateuses (par exemple après génération d’un aérosol) et les méthodes d’imagerie dont la sensibilité et les capacités d’analyse en temps réel permettent de détecter des lésions infra-cliniques impossibles à mettre en évidence par examen visuel [4].




Illustration de la descente et de la montée en échelles






Les thématiques des TS sont à fort potentiel de valorisation qu’il est important d’identifier et d’accompagner, d’où la nécessité d’une forte interaction entre Sciences fondamentales - Biologie - Technologie / Cliniciens professionnels de santé pour le diagnostic, le soin, l’accompagnement des patients, et usagers / Industriels.

Les technologies pour la santé constituent un levier économique important, représentant un marché dynamique, en constante évolution, générateur d’innovations et permettant d’améliorer le système de soins tout en réduisant une partie de son coût. 


1/ Gestes Médico-Chirurgicaux Assistés par Ordinateur



Références
 

1. EMERGE, Conception et développement d’une prothèsE AutonoME en éneRGie et adaptative du GEnou, projet ANR, Défi «Santé et bien-être», 2015-2017, partenaires : LaTIM (Télécom Bretagne/ Institut Mines Telecom), LIRMM Montpellier, Cedrat Technologies, Tural, ATF implants.

2
Park, K. « Facing the truth about nanotechnology in drug delivery », ACS NANO, 7(9), 7442 (2013)

3. Coulter, J.A. ; Hyland, W.B. ; Nicol, J. ; Currell, F.J.; “radiosensitising nanoparticles as novel cancer therapeutics-pipe dream or realistic prospect”, CLINICAL ONCOLOGY, 58(8) (2013) ;

4. NANOCOLON, Développement de nanoparticules fluorescentes fonctionnalisées pour la détection des lésions tumorales colorectales, projet ONCOSTARER du cancéropôle CLARA, consortium:Université Jean Monnet, Université Lyon 1, Mines Saint-Etienne, INSA Lyon, Université Joseph Fourrier,Nano-H, Merck Serono, Fluoptics, 2012-2014.


 



Les auteurs
 


Chafiaa Hamitouche est professeur en Traitement du Signal et de l’Image au département Image et Traitement de l’Information de Télécom Bretagne, et Directrice-Adjointe du Laboratoire de Traitement de l’information Médicale – LaTIM INSERM U1101. Ses travaux de recherche concernent : imagerie médicale, modélisation morpho-fonctionnelle, action thérapeutique mini-invasive, optimisation des implants.






 


Christian Roux, directeur fondateur du LaTIMUnité Inserm 1101, chercheur (200 publications, 10 brevets, Prix Inserm 2006) international (Professeur visiteur à U Penn à Philadelphie, Président de la société savante IEEE EMBS), a exercé diverses responsabilités nationales (Secrétariat du RNTS, Chargé de mission au Ministère de la Recherche, Responsable de programmes à l’ANR où il a lancé TecSan et AAL).

 



 











 

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