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1 Les sciences de l ingénieur appliquées à la prise en charge du cancer : enjeux et opportunités Début de cartographie des enjeux cliniques et technologiques gq Jean-François MENUDET, Cluster I-Care

2 Cartographie autour de 6 axes issus du groupe de travail I Caractériser pour prédire ou évaluer II Cibler et guider les interventions 2

3 I Caractériser pour Avant traitement Après traitement Prédire la réponse à un traitement Identifier les tumeurs à évolution lente pour éviter certaines chirurgies et irradiations i prophylactiques Caractériser la réponse au traitement sans attendre son effet sur le volume tumoral Imagerie fonctionnelle (vascularisation, apoptose, etc ) et marqueurs associés Fusion de hétérogènes 3

4 II - Cibler et guider Cibler les zones à caractériser ou traiter Guider les dispositifs de caractérisation, de prélèvement ou de traitement Restreindre le nombre de biopsies Tissus irradiés Faciliter la résection Structures profondes Faciliter l accès aux organes profonds Surfaces étendues Repérer les structures à éviter / préserver Limiter it irradiation en imagerie interventionnelle Imagerie per-opératoire (fluorescence, endomicroscopie confocale, echo, IRM, etc Instrumentation robotisée Exploitation i / recalage de pré-opératoires 4

5 III - Détruire Chirurgie Thérapies par agents physiques Outils d ablation dablation in-situ Instrumentation avancée Augmentation de la dextérité en abord mini-invasif Automatisation et sécurisation de certains gestes (anastomose, dissection) Polymères biocompatibles Gestion de l hémostase et des adhérences Traitement HIFU par voie extracorporelle Prendre en compte le mouvement des organes Imagerie per- opératoire (IRM, écho, etc 5

6 IV - Restaurer des fonctions perdues ou Physiologique Psychologique / Sociale Incontinence Outils Web? Serious Game? d effort suite à prostatectomie Troubles de la déglutition et phonation suite à laryngectomie Défects osseux Implants «intelligents» Fabrication directe sur- mesure 6

7 V - Contrôler et «Contrôlequalité» en temps réel Suivi long-terme Radiothérapie i Chirurgie Patients noninclus dans étude HIFU clinique Dosimétrie insitu Outils web mobile 7

8 VI - Optimiser l'usage des outils et des Instrumentation Ergonomie Logiciels Accessibilité des Formation Radiothéra pie Robotique chirurgical e Robotique chirurgicale Radiothérapie Pour une équipe Pour une communauté Simulateur Design Segmentation image Système-expert Travail collaboratif 8

9 Physico-chimie Marqueurs d imagerie (classiques ou nanoparticules) Physique : Optique /p photonique Acoustique Robotique : Contrôle Asservissement visuel Mécatronique Microsystème / Microélectronique : Capteurs de position Capteurs d images Actionneurs Mécanique : Micromécanique / Plasturgie Fluoroscopie, Scanner, IRM Echographie Imagerie de fluorescence en réflexion Endoscopie Endomicroscopie confocale Fluoroscopie, IRM Echographie Endoscopie Image (traitement) : Recalage et fusion Scanner/ IRM / TEP Imagerie moléculaire Endomicroscopie confocale Eh Echographie hi de contraste t Elastographie Sciences de l ingénieur Image (traitement) : Recalage et fusion Segmentation / suivi Réalité augmentée Vision 3D Robotique : Contrôle Asservissement visuel Mécatronique Mécanique : Micromécanique / Plasturgie Image (traitement) Recalage et fusion Classification Informatique Data mining Aide à la décision Bioinformatique I Caractériser pour prédire ou évaluer II Cibler et guider les interventions Physique : Optique / photonique Acoustique Radiofréquences /μ μ-ondes Fluidique Chimie : Polymère biocompatible Informatique Simulation numérique Réalité virtuelle Travail collaboratif Ontologie Système-expert expert Standardisation Scanner, IRM Image (traitement) Segmentation supervisée Biomatériaux i Revêtement biocompatible Matériaux de substitution ou recolonisables Système embarqué Capteurs Traitement du signal Logiciel embarqué Gestion d énergie Communication Mécanique Fabrication directe Productique : Optimisation de processus Design : Conception basée sur les usages Echographie, IRM, Système embarqué Traitement du signal Logiciel embarqué Physique des matériaux Informatique Base de Cloud thermographie Communication Capteur de dosimétrie Mobilité Scanner, IRM Image (traitement) : Reconstruction 3D Modélisation géométrique 9

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