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Stratégie

Cyclope : une capsule à avaler pour détecter les polypes

Développée par des chercheurs du LiP61, en collaboration avec des scientifiques d’Equipes Traitement de l'Information et Systèmes2, la capsule Cyclope, qui combine analyses en 3D et intelligence artificielle, s’avale pour scruter les anomalies du tube digestif. Encore en phase de conception, le projet vient de rejoindre le programme de prématuration de CNRS innovation.

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Pour préparer la médecine de demain, de nombreux systèmes autonomes de diagnostic et de soins sont en cours de développement. Une capsule vidéo-endoscopique a ainsi été élaboré dans le cadre du projet Cyclope. Un concentré de hautes technologies qui a la particularité de devoir être avalé. L’appareil filme ensuite sa progression à travers le tube digestif à la recherche d’anomalies, principalement des polypes. Ces éléments sont en effet cruciaux pour, entre autres, le dépistage précoce du cancer colorectal.

« Les capsules endoscopiques existent depuis le début des années 2000, explique Bertrand Granado, Professeur à Sorbonne Université et membre du LIP6. Ces appareils permettent en particulier d’observer l’intestin grêle sans intervention chirurgicale, car l’organe n’est atteignable ni par endoscopie ni par coloscopie. Cependant, les capsules actuelles capturent des images de faible résolution et les combinent en un film de plusieurs heures, que le gastroentérologue doit scruter. » Résultat, l’opération reste très chronophage pour des spécialistes déjà sollicités, ce qui limite le nombre de patients pouvant être diagnostiqués.

Le projet Cyclope veut aller plus loin grâce à l’imagerie en 3D. Il est en effet beaucoup plus facile d’identifier un polype en trois dimensions qu’avec une simple photographie plane. Le volume des anomalies est également un indicateur important de leur dangerosité. Afin d’obtenir un prototype complet et d’atteindre une échelle industrielle, le projet a été sélectionné par le programme de prématuration de CNRS Innovation.

« Notre premier défi consiste à intégrer toute l’électronique dans une capsule de 3 cm sur 1,4 cm, et de s’assurer, pour l’autonomie, que tout fonctionne avec juste deux piles boutons, détaille Bertrand Granado. Ensuite, nous allons devoir installer les composants laser, les lentilles et les LED sur une tranche de seulement douze millimètres, tout en prenant en compte les éventuels impacts de l’intestin sur cette machinerie optique. Nous nous donnons douze mois pour y parvenir. »

La capsule Cyclope est basée sur une matrice de 19 par 19 points laser, qui balaie le tube digestif en quête d’anomalies. Un système de LED éclaire également l’environnement afin qu’une caméra capture une vingtaine d’images par seconde d’un même polype, sous plusieurs angles. En effet, les capsules endoscopiques n’avancent pas en ligne droite, mais oscillent le long du système digestif.

Au lieu d’être transmises en continu à l’extérieur, ces informations sont d’abord traitées par un système d’apprentissage supervisé intégré dans la capsule. Les algorithmes ne diffusent les images que s’ils ont repéré la présence de polypes, ce qui offre un gain de temps considérable pour les gastroentérologues qui n’étudient alors plus que les moments anormaux. Lors des tests macroscopiques dans un intestin en PVC de vingt centimètres, Cyclope a reconnu les anomalies en forme de polype avec un taux de réussite d’environ 95 %.

« Avec son autonomie et le fait qu’elle fonctionne sans anesthésie, notre capsule pourrait être facilement déployée dans des pays et des situations où les médecins ne disposent pas de tout le matériel nécessaire pour une coloscopie ou une endoscopie, avance Bertrand Granado. À terme, nous pouvons imaginer un appareil qui embarque aussi des doses de médicaments, afin de les appliquer immédiatement sur les lésions que la capsule a localisées. »

 

1 CNRS/Sorbonne Université

2 CNRS / ENSEA Cergy/Université de Cergy-Pontoise

Contacts :

Bertrand Granado /Professeur à Sorbonne Université, membre du LIP6 /bertrand.granado@sorbonne-universite.fr

Andrea Pinna / Maître de conférences à Sorbonne Université, membre du LIP6/andrea.pinna@lip6.fr