Projet MenisCare

Grâce au soutien de la région Auvergne-Rhône Alpes avec le FEDER.

Le projet MenisCare vise à améliorer la chirurgie du ménisque du genou en favorisant la réparation plutôt que l'ablation, prévenant ainsi la dégradation articulaire et l'apparition précoce de l'arthrose. Le ménisque, essentiel pour le maintien de l'articulation, est souvent retiré lors de lésions, entraînant des problèmes à long terme. Actuellement, le taux d'échec des réparations méniscales est élevé, principalement en raison de l'absence de détection de la micro-vascularisation lors de l'opération. Cette vascularisation est cruciale pour le succès de la suture. Le projet vise à fournir un outil permettant au chirurgien de confirmer la réussite de la suture en temps réel, évitant ainsi les échecs actuels et élargissant les indications pour préserver le ménisque. En utilisant l'imagerie photoacoustique et l'échographie doppler ultrasensible, le projet cherche à établir une preuve de concept préclinique pour visualiser la micro-vascularisation pendant la chirurgie, permettant une décision éclairée sur la réparation ou le remplacement du ménisque. Cela a des implications cliniques significatives en termes de fonctionnement du genou et un impact majeur sur la santé publique en prévenant l'arthrose et en réduisant les coûts associés à la perte de mobilité et d'autonomie. Le projet vise à optimiser la chirurgie en amont pour éviter des coûts plus lourds en aval, représentant une avancée prometteuse dans le domaine de la chirurgie orthopédique.

Consortium : Cart'Image Medical, ACS Biotech, CHU Grenoble (CIC-IT), LiPhy, Creatis

Une sonde linéaire arthroscopique a été spécifiquement conçue par Cart'Image et fabriquée. La sonde consiste en une tige en acier inoxydable de 22 cm de long et de 4 mm de diamètre. Soixante-quatre éléments piézoélectriques sont disposés sur le côté de la tige, près de son extrémité. La fréquence centrale de la sonde a été fixée à 11,6 MHz. L'imagerie a été réalisé par transmission d'onde planes et un algorithme de filtrage de paroi basé sur de la décomposition en valeur propre est utilisé pour réaliser l'imagerie de la micro vascularisation. Une photo de la sonde et du montage expérimental utilisé est proposé sur la figure ci-dessous.

Afin d'augmenter la qualité des images, différents types de transmission ont été choisis, testés et validés expérimentalement. Trois types différents de séquences échographiques ont été utilisés : une séquence d'ondes planes de base (3 cycles), une séquence d'ondes multi-plans (également 3 cycles) avec un codage de base de Hadamard à 4 angles et une séquence d'ondes planes codée en chirp.

Lorsqu'une émission de type chirp est ulisée, il est nécessaire, en réception, de compresser les signaux reçus afin de retrouver la résolution de l'image initiale. Pour cela, il est possible d'utiliser un filtre adapté afin de compresser de façon exacte le signal reçu par celui théoriquement transmis. Cependant, l'atténuation des milieux biologiques étant fréquence-dépendante, le chirp a tendance a ne pas être attenué de façon linéaire suivant les fréquences, ce qui conduit à une mauvaise compression en réception. Pour cela, il est possible d'utiliser des filtres non-adaptés afin de prendre en compte cette caractéristique.

Afin de valider notre approche, différentes vitesses de flux ont été utilisées dans un montage in vitro en utilisant la sonde endoscopique. Préalablement, les séquences d'imagerie ont été caractérisées et quantifiées en terme de mesure d'énergie et d'index mécanique. Par la suite, en imposant un flux controlé, le Doppler de puissance a été calculé sur notre milieu cible. La figure ci-dessous montre les résultats obtenus. Il est possible de voir que les meilleurs résultats, en terme de détectabilité et de rapport signal-à-bruit sont obtenus pour un chirp et un filtre non-adapté.

Cette étude a présenté une nouvelle sonde arthroscopique à ultrasons pour l'imagerie de la vascularisation du ménisque pendant une intervention chirurgicale en cours. Il a été démontré qu'une séquence codée en chirp avec un filtre de compression résistant à l'atténuation améliore fortement sa sensibilité aux très faibles débits. Les prochaines étapes consisteront à optimiser les paramètres d'imagerie et le filtre de compression par des expérimentations in vivo.