imagerie medicale et interfaces cerveau-machine

IMAGERIE MÉDICALE ET INTERFACES CERVEAU-MACHINE
AVANCÉES TECHNOLOGIQUES ET MÉDICALES
L’objectif de cette manifestation est de présenter les dernières avancées technologiques dans le
domaine de l’imagerie médicale, les interfaces cerveau-machine et leurs applications dans le
diagnostic médical.
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L'ultrasonographie Vasculaire : une intégration multi-sensorielle pour un diagnostic de
structure et fonction en temps réel - MICHEL DAUZAT - Docteur en Médecine, HDR Professeur des Universités - Praticien Hospitalier - - Université Montpellier 1
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Exploration de l’activité cérébrale neurosensorielle et cognitive humaine par l’imagerie par
résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) – MICHEL ZANCA - Professeur des Université et
Praticien Hospitalier - Université Montpellier 1
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Interface cerveau-machine et suivi de l’activité cérébrale post accident vasculaire cérébral par
la spectroscopie proche infrarouge – GERARD DRAY – Enseignant Chercheur - Ecole des
Mines d’Alès.
INTERVENANTS :
MICHEL DAUZAT
Docteur en Médecine, HDR - Professeur des Universités - Praticien Hospitalier
Enseignant de Physiologie et Médecine Vasculaire : Université Montpellier 1 - Faculté de Médecine de
Montpellier - Nîmes
Chef du Service d'Exploration & Médecine Vasculaire au Centre Hospitalier Universitaire de Nîmes
Membre de l'équipe de recherche EA 2992 (Université Montpellier 1): "Dysfonctions des Interfaces
Vasculaires" (directeur Pr JC Gris)
Coordonnateur inter-régional (Sud-Est) du Diplôme Inter-Universitaire d’Échographie et Techniques
Ultrasonores
Membre du Conseil de Gestion de l'UFR de Médecine
Membre de la Commission Médicale d'Etablissement du CHU de Nîmes
Vice-Président "Recherche" du Directoire du CHU de Nîmes
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Études de Médecine à Nîmes, 1968-1974 (Faculté de Médecine de Montpellier-Nîmes)
Internat du CHU d'Angers 1975-1979
Assistant Hospitalo-Universitaire au CHU de Nîmes et Faculté de Médecine de Montpellier Nîmes en 1979
Maître de Conférences des Universités - Praticien Hospitalier en 1982
Mobilité : 1 an à Montréal (Québec, Canada) invited associate professor Montreal General
Hospital / MC Gill University, et Centre de Recherche de l'Hôpital St-Luc, 1991-92
Professeur des Universités - Praticien Hospitalier en 1995
MICHEL ZANCA
Michel Zanca est Professeur des Universités en Biophysique et Traitement de l'Image, dans l’UFR
Médecine de l’UM1 et Praticien Hospitalier responsable de l'Unité Fonctionnelle de Médecine Nucléaire
et IRMf du pôle "Neurosciences Tête et Cou" au Centre Médico Chirurgical Gui-de-Chauliac du CHU de
Montpellier. Il est chercheur associé au L2C (Laboratoire Charles Coulomb), Institut de Physique de
Montpellier, UMR 5221 CNRS-UM2, dans l'équipe "BioNano-NMRI" (plateforme RMN du solide, mini
imagerie fonctionnelle du petit organisme par RMN)
Ses études lui ont permis d'acquérir une formation multidisciplinaire au travers des diplômes suivants :
Maîtrise Astrophysique, Lyon 1970, Ingénieur Biochimiste INSA, Lyon 1972, DEA de Biochimie, UM2
Montpellier 1974, Docteur Ingénieur en Biochimie, UM2 Montpellier 1982, Docteur en Médecine, UM1
Montpellier 1982, Spécialiste (CES) en Médecine Nucléaire, INSTN Saclay 1985, Docteur d'état ès
Sciences (Physique), UM2 Montpellier 1987.
GERARD DRAY
Gérard Dray est enseignant chercheur au Laboratoire de Génie Informatique et d’Ingénierie de
Production (LGI2P) de l’Ecole des Mines d’Alès (EMA). Il a obtenu, en 1993, un doctorat de l’Université
Montpellier II en Génie Informatique, Automatique et Traitement du Signal. Ses thèmes de recherche
sont la découverte de connaissances à partir de données et la fouille de données basées sur la théorie
des sous ensembles flous. Ces travaux de recherche ont été appliqués dans de nombreux projets de
R&D tels que : la détection de fraudes, le filtrage d’information sur internet et l’analyse d’expression
de gènes.
La quête d’informations qualifiées dans les corpus de données toujours plus volumineux et sur les
réseaux numériques en expansion constante représente pour les prochaines années un enjeu
particulièrement important. Aussi, il semble que la problématique du traitement des données en flux
continu (" Data Stream ") représente aujourd'hui un défi que l'on peut aborder en adaptant et en
optimisant les méthodes et techniques classiques. Une application récente de cet aspect concerne le
suivi de l’activité cérébrale post AVC par la spectroscopie proche infrarouge (NIRS : Near infrared
spectroscopy)
L'ULTRASONOGRAPHIE VASCULAIRE : UNE INTEGRATION MULTI-SENSORIELLE
POUR UN DIAGNOSTIC DE STRUCTURE ET FONCTION EN TEMPS REEL
MICHEL DAUZAT
Les techniques ultrasonographiques permettent une observation de la morphologie (notamment par
l'échographie) et de la fonction (en particulier, mais pas uniquement, par l'effet Doppler) des organes
vivants. Depuis son émergence des laboratoires dans les années 1960, cette technique a connu des
progrès considérables, mais est restée le prolongement direct de l'examen clinique. Le diagnostic des
pathologies cardio-vasculaires repose en effet sur l'intégration, "en direct", des informations fournies
par la vision (analyse de l'image), en corrélation avec la proprioception (position, par rapport au corps
du malade, de la sonde tenue à la main par le médecin), et par l'audition (signaux sonores produits
par effet Doppler renseignant sur les conditions d'écoulement du sang dans les vaisseaux).
L'exposé présentera les principales techniques et leur apport diagnostique, en donnant un aperçu de
leur avenir.
EXPLORATION DE L’ACTIVITE CEREBRALE NEUROSENSORIELLE ET COGNITIVE
HUMAINE PAR L’IMAGERIE PAR RESONANCE MAGNETIQUE FONCTIONNELLE
(IRMF)
MICHEL ZANCA
L'IRM repose sur le principe de la résonance magnétique nucléaire (RMN). Cette technique d'imagerie
n'utilise pas de rayonnements ionisants mais des Radiofréquences, dans un fort champ magnétique,
afin de sonder les propriétés quantiques des noyaux atomiques et d'en faire des images. L'imagerie
par résonance magnétique (IRM) est ainsi devenue une technique d'imagerie très performante. Elle
permet d'obtenir des vues 2D ou 3D de l'intérieur du corps d'un organisme vivant (végétal, animal,
humain) de façon non-invasive. La qualité anatomique des images obtenues et la fulgurante
banalisation de leur emploi n’est que le reflet des nombreuses qualités de l'IRM. Cette technique
fournit en effet actuellement le meilleur compromis entre haute résolution spatiale, richesse et
diversité des contrastes et relative innocuité, ce qui la rend pratiquement incontournable dans l'étude
du vivant.
Parmi les nombreuses possibilités offertes par la technique, M. Zanca présentera les applications à
l'exploration de l’activité cérébrale neurosensorielle et cognitive humaine d’une technique dérivée,
appelée BOLD ou simplement IRMf. Son utilisation est devenue quasi incontournable si l'on cherche à
comprendre les mécanismes physiologiques et/ou pathologiques impliqués dans les comportements
moteurs, neurosensoriels et cognitifs. La technique est devenue suffisamment fiable et reproductible
pour conduire à son utilisation dans différents domaines d'étude du cerveau, de la physiologie au
"neuromarketing", en passant par la psychologie et le comportement. Elle permet des modélisations
de plus en plus fidèles du fonctionnement de certaines étapes de la pensée perceptive et créative.
La présentation de tous ces domaines comprendra l'exposition des mécanismes physico-chimiques
impliqués et s'appuiera sur des exemples en physiologie et pathologie.
INTERFACE CERVEAU-MACHINE ET SUIVI DE L’ACTIVITE CEREBRALE POST
ACCIDENT
VASCULAIRE
CEREBRAL
PAR
LA
SPECTROSCOPIE
PROCHE
INFRAROUGE
GERARD DRAY
Les interfaces cerveau-machine (ICM) sont des dispositifs permettant d’instaurer un canal de
communication entre le cerveau humain et le monde extérieur. Le développement de tels systèmes
est au carrefour du traitement du signal et de la neurophysiologie. L’objectif des travaux menés au
LGI2P en collaboration avec le laboratoire M2H de l’Université Montpellier 1 est d’extraire des
informations corticales associées à des tâches mentales en se basant sur l’analyse en temps réel de
signaux issus de capteurs disposés à la surface de la tête d’un sujet humain. Ces travaux consistent à
développer des algorithmes d’analyse et de reconnaissance permettant à un futur dispositif ICM une
interaction efficace de l’utilisateur avec son environnement. Une application récente de ces travaux
concerne le suivi de l’activité cérébrale post AVC par la spectroscopie proche infrarouge (NIRS : Near
infrared spectroscopy)