Des rayons X de qualité supérieure pour la détection précoce du cancer du sein : Marco Stampanoni, Zhentian Wang et leur équipe, finalistes du Prix de l’inventeur européen 2022
- Les scientifiques suisse Marco Stampanoni et chinois Zhentian Wang ainsi que leur équipe sont finalistes du Prix de l'Office européen des brevets (OEB) pour avoir mis au point un nouveau système d'imagerie permettant de mieux dépister le cancer du sein
- Le système permet de réaliser des mammographies de plus haute résolution pouvant aider les cliniques à mieux détecter les tumeurs mammaires à un stade précoce
- L'équipe développe également un appareil de mammographie en 3D qui réduit la douleur inhérente au dépistage du cancer du sein
Munich, le 17 mai 2022 - L'Office européen des brevets (OEB) annonce que l'équipe sino-helvétique dirigée par les chercheurs Marco Stampanoni et Zhentian Wang a été nommée pour le Prix de l'inventeur européen 2022 pour l'amélioration d'un type d'imagerie par rayons X qui fournit des images radiographiques de haute résolution des tissus mous en utilisant une dose de rayonnement sans danger.
Leur invention améliore le contraste des mammographies ce qui permet aux médecins de détecter les tumeurs du sein lorsqu'elles sont encore petites et plus facilement traitables. Les inventeurs ont collaboré avec Philips pour équiper un système de mammographie commercial de leur technologie. Aujourd'hui, avec leur société GratXray, ils mettent au point un nouveau type d'appareil de mammographie capable de fournir des scanners 3D indolore pour la patiente.
« Les chercheurs soulignent l'importance de la détection précoce pour vaincre le cancer, » explique le Président de l'OEB, António Campinos, lors de l'annonce des finalistes au Prix de l'inventeur européen 2022. « Grâce à Marco Stampanoni, Zhentian Wang et leurs collègues, médecins et patients disposeront d'une technique de détection précoce plus performante. »
Marco Stampanoni et Zhentian Wang font partie des finalistes du Prix de l'inventeur européen dans la catégorie « Pays non membres de l'OEB ». Les lauréats de l'édition 2022 du Prix de l'inventeur européen de l'OEB seront annoncés lors d'une cérémonie virtuelle le 21 juin.
Des synchrotrons aux hôpitaux
Les rayons X conventionnels traversent facilement le tissu mammaire et les tumeurs, ce qui rend difficile pour les médecins de faire la différence entre les deux. Par conséquent, les patients peuvent avoir besoin de scanners supplémentaires pour confirmer la détection d'une tumeur. Une des manières de renforcer le contraste de l'image serait d'augmenter la dose de rayons X, mais ce rayonnement supplémentaire pourrait être dangereux pour le patient - un problème qui a inspiré l'invention de Marco Stampanoni et Zhentian Wang.
« Une mammographie ne devrait pas causer plus de dommages que le cancer lui-même », a expliqué Marco Stampanoni. « Nous voulions avoir quelque chose qui puisse fournir une meilleure imagerie mammaire et plus précise tout en gardant un œil sur la dose de rayonnement. »
En 2010, Zhentian Wang a quitté la Chine pour travailler comme chercheur post-doctorant à l'Institut Paul Scherrer (PSI) sous la direction de Marco Stampanoni et dont l'équipe travaillait sur une solution appelée imagerie à contraste de phase - une technique qui améliore le contraste des images à rayons X. Au départ, l'équipe de Marco Stampanoni avait utilisé le synchrotron - une source de rayons X très puissante - pour obtenir des images à haute résolution et à contraste élevé de petits échantillons, mais toute solution viable devait utiliser une source de rayons X conventionnelle que l'on trouve dans les cliniques.
Pour résoudre ce problème - en s'appuyant sur les travaux antérieurs de Christian David et Franz Pfeiffer du PSI, l'équipe de Marco Stampanoni a beaucoup étudié si une technique, appelée interférométrie des réseaux, pouvait être utile. En laissant passer les rayons X à travers les grilles, il est possible de mesurer comment ils sont diffractés et déviés lorsqu'ils traversent les tissus. Ces informations complémentaires ajoutent du contraste aux images finales, permettant d'obtenir des images plus nettes que les rayons X normaux. Avec les scientifiques chinois Zhu Peiping et Wu Ziyu de l'Institut de physique des hautes énergies de Pékin, l'équipe de Marco Stampanoni a montré la possibilité de faire fonctionner avec succès un interféromètre X à réseaux dans des conditions similaires à celles rencontrées dans un environnement clinique et a déposé une demande de brevet pour cette invention en 2009.
Vers la mammographie
Zhentian Wang, premier doctorant en Chine à travailler sur l'interférométrie X à réseau, a rejoint le groupe de Marco Stampanoni pour appliquer la technologie utilisant le réseau à une situation réelle, à savoir l'imagerie mammaire. Le défi consistait à faire évoluer le dispositif expérimental (qui utilisait des échantillons de quelques millimètres) vers un système capable de scanner l'organe d'une personne, et à s'assurer que l'équipement pouvait continuer à fonctionner dans un hôpital traditionnel ne disposant pas d'un environnement aussi contrôlé qu'un laboratoire.
Une autre tâche consistait à transformer les signaux de l'interféromètre à réseau en images que les cliniciens pourraient facilement comprendre et interpréter. Les données supplémentaires permettent de créer deux autres images claires et détaillées qui peuvent aider les médecins à identifier les microcalcifications (petits dépôts de calcium) et les petites tumeurs avant qu'elles ne se développent davantage, permettant ainsi un diagnostic plus précoce du cancer du sein. À l'origine, Marco Stampanoni et son équipe avaient produit plusieurs images distinctes à partir de toutes les données qu'ils avaient générées, mais les médecins ont indiqué qu'ils étaient submergés d'informations et qu'une seule image améliorée serait préférable.
« En tant que physiciens, nous avons vraiment essayé de séparer les différents signaux » a expliqué Zhentian Wang. « En fin de compte, nous avons dû les combiner à nouveau pour montrer (aux médecins) les bénéfices ».
En 2014, Marco Stampanoni, Zhentian Wang et leur équipe ont déposé deux brevets pour leurs méthodes visant à récupérer les signaux de l'interféromètre X à réseau et à les transformer en une image unique et informative. En collaboration avec Philips, ils ont équipé un système de mammographie commercial de leurs composants d'interférométrie X à réseau. Ce scanner mammaire en position debout modernisé, capable de générer une image 2D haute définition et une mammographie standard (généralement quelques secondes), a été achevé en 2021 et sera utilisé dans les études des patients pilotes.
En 2017, le duo a cofondé GratXray, Marco Stampanoni en tant que membre du conseil d'administration et Zhentian Wang comme directeur de la technologie, dans le but de commercialiser leur technologie. Le duo sino-helvétique développe actuellement un nouveau type d'appareil d'imagerie mammaire capable de produire des images 3D tout en évitant l'inconfort des mammographies classiques. La patiente est allongée, le ventre sur l'appareil et une fente située en haut de l'appareil permet au sein de tomber naturellement dans la zone de scannage. Un système de balayage rotatif mesure alors le sein et des algorithmes assemblent les différents balayages pour générer un volume en 3D. Les chercheurs espèrent disposer d'un prototype fonctionnel dans le courant de l'année.
Dans l'Union européenne, plus de 355 000 femmes ont reçu un diagnostic de cancer du sein en 2020, soit 13,3 % de tous les diagnostics de cancer. La détection précoce du cancer peut réduire les taux de mortalité, aider les patientes à se rétablir plus rapidement et limiter les coûts de traitement.
Notes aux rédactions
À propos des inventeurs
Marco Stampanoni a commencé sa carrière de chercheur à l'École polytechnique fédérale de Zurich (ETH). En 2003, il a obtenu son doctorat en physique, axé sur la microtomographie aux rayons X et a reçu la médaille de l'ETH pour sa remarquable thèse de doctorat. En 2003, il est entré au Centre suisse de rayonnement synchrotron (SLS) de l'Institut Paul Scherrer. En 2008, il est devenu professeur de microscopie à rayons X à l'ETH de Zurich où il est professeur titulaire depuis 2017. Il est membre de plusieurs sociétés scientifiques, notamment la Société Suisse de Physique (depuis 2002), la Société Suisse d'Ingénierie Biomédicale (depuis 2005) et l'association de l'Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens (depuis 2008).
Zhentian Wang est spécialisé dans l'imagerie par rayons X, la tomographie assistée par ordinateur et le traitement des images. Il a étudié la physique au département d'ingénierie physique de l'Université Tsinghua à Pékin, il a été transféré en 2010 à l'Institut Paul Scherrer en Suisse pour poursuivre des recherches postdoctorales sous la direction de Marco Stampanoni. En 2014, il a commencé à travailler en tant que scientifique à l'Institut d'ingénierie biomédicale de l'ETH Zurich pour développer la mammographie à contraste de phase clinique avec Marco Stampanoni. Il a cofondé la start-up GratXray AG en 2017, où il a aussi assuré le rôle de directeur de la technologie. En août 2021, il a quitté la Suisse pour occuper un poste de professeur associé en imagerie radiologique à l'Université de Tsinghua.
Les professeurs Stampanoni et Wang sont nommés dans les brevets européens EP2400891B1 (accordé en 2017), EP3140641B1 (accordé en 2018) et EP3005289B1 (accordé en 2017) détenu par le PSI.
À propos du Prix de l'inventeur européen
Le Prix de l'inventeur européen est l'une des compétitions européennes les plus prestigieuses de sa catégorie. Lancé par l'OEB en 2006, ce Prix annuel récompense, individuellement ou en équipe, les inventeurs dont les innovations ont apporté des réponses aux grands défis de notre temps. Les finalistes et les lauréats sont sélectionnés par un jury indépendant composé d'anciens finalistes. Ensemble, ils examinent les propositions d'inventions à l'aune de leur contribution au progrès technologique, au développement social et durable et à la croissance économique. Un Prix sera décerné par l'OEB dans quatre catégories (Industrie, Recherche, Petites et moyennes entreprises, Pays non membres de l'OEB), et l'OEB annoncera également un Prix « Œuvre d'une vie » lors de la cérémonie virtuelle du 21 juin. Par ailleurs, le grand public peut choisir le gagnant du Prix du public parmi les 13 finalistes en votant en ligne sur le site l'OEB pendant la période précédant la cérémonie. Le vote est ouvert jusqu'au 21 Juin 2022. En savoir plus sur les critères d'admissibilité et de sélection du Prix de l'inventeur européen.
Cette année, pour la première fois, l'OEB récompensera également de jeunes esprits brillants avec le Prix des jeunes inventeurs. Ce nouveau Prix prévoit une récompense financière pour les trois finalistes, afin de les encourager à trouver des solutions créatives aux défis urgents du développement durable.
À propos de l'Office européen des brevets
Avec près de 6 400 agents, l'Office européen des brevets (OEB) est l'une des plus grandes institutions publiques européennes. Son siège est à Munich et il dispose de bureaux à Berlin, Bruxelles, La Haye et Vienne. L'OEB a été créé dans l'objectif de renforcer la coopération sur les brevets en Europe. Grâce à sa procédure centralisée de délivrance de brevets, les inventeurs peuvent obtenir une protection par brevet de haute qualité dans non moins de 44 pays, couvrant un marché de quelque 700 millions de personnes. L'OEB fait aussi autorité au niveau mondial en matière d'information brevets et de recherche de brevets.
Contacts Presse à l'Office européen des brevets
Luis Berenguer Giménez
Directeur principal Communication, Porte-parole
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