Cyclope : une capsule à avaler pour détecter les polypes

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Plutôt que passer par des systèmes de câbles et de tuyaux, la capsule Cyclope s’avale pour scruter les anomalies du tube digestif. Pensé au départ par des chercheurs du LIP6 et d’ETIS et porté par le LIP6, le projet Cyclope se démarque par son analyse en 3D de l’intestin et son IA embarquée, qui ne transmet que les images importantes, par exemple celles de polypes et autres signes précoces de cancers. Encore en phase de conception, le projet vient de rejoindre le programme de prématuration de CNRS innovation.

Pour préparer la médecine de demain, des systèmes autonomes de diagnostic et de soins sont en cours de développement. Ainsi, le projet Cyclope élabore une capsule vidéo-endoscopique, 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 (CNRS/Sorbonne Université). 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 3 D. 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.

Nous avons l’ambition d’inventer la médecine de demain, avec des dispositifs ingérables ou implantables dans le corps humain. 
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Schéma du fonctionnement de Cyclope, la capsule intelligente pour détecter des polypes © Cyclope

« Notre premier défi consiste à intégrer toute l’électronique dans une capsule de 3 cm sur 1,4, 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, et ainsi l’avoir 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 %.

Non seulement détecter une pathologie, mais, à terme, la traiter aussitôt.
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« 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 aussi imaginer avec un appareil qui embarque des doses de médicaments, afin de les appliquer immédiatement sur les lésions que la capsule a localisées. »

Illustration de l'innovation médicale "Cyclope" © Cyclope

Contact

Bertrand Granado
Professeur à Sorbonne Université, membre du LIP6
Andrea Pinna
Maître de conférences à Sorbonne Université, membre du LIP6