L’anatomie de la faune marine à très haute résolution

Nous lançons l’acquisition du microtomographe à rayons X avant d’aller déjeuner, celle-ci durera 45 minutes.
Depuis le début de la matinée nous travaillons à la mise en place des spécimens que nous souhaitons étudier, je suis en compagnie de Xavier de la Bernardie ¹, ingénieur de recherche au sein de l’unité de recherche SUBATECH ² dans les locaux nantais de l’IMT Atlantique.
Subatech coexploite l’accélérateur de particules Arronax. C’est ici que l’on invente le futur de la médecine nucléaire.

Une résolution jusqu’à 4 µm

De retour dans les locaux de SUBATECH, il faut encore attendre 10 minutes la durée de la reconstruction et enfin le résultat tant attendu apparaît sur l’écran : c’est un échec. Les images sont floues, le sujet que nous étudions ex vivo a décongelé au cours de l’acquisition et sa position s’est modifiée de quelques millimètres, engendrant un flou cinétique sur l’image. L’acquisition du microtomographe RX Solutions – EASY TOM^® (figure 1) permet une résolution d’image pouvant atteindre 4 µm. Le sujet est disposé sur une platine de rotation entre un générateur et un détecteur de rayons X fixes, à la différence des scanners médicaux. Le sujet doit donc être de petite taille et l’acquisition requiert une immobilité parfaite. La journée avance sans que nous trouvions de solution lors des tentatives suivantes. Tout est à recommencer.

Figure 1. L'intérieur de la cabine du tomographe Easy Tom : générateur de RX (rouge, à droite), plateau rotatif au centre, détecteur CDD (panneau noir à gauche).© Aquarium La Rochelle - Marc Legeais - SUBATECH

Une collaboration avec l’aquarium de La Rochelle

Depuis plusieurs années, radiologue à La Rochelle (17), je collabore avec les biologistes de l’aquarium de La Rochelle Pierre Morinière et Mathieu Coutant ³. Nous avons réalisé de multiples acquisitions tomographiques d’espèces marines en développant des techniques d’acquisition originales sur des spécimens vivants en milieu aquatique plongés en léthargie. Une technique que les biologistes de l’aquarium maîtrisent désormais parfaitement, y compris sur des spécimens imposants.

Une étude sur les sardines

La collaboration avec Xavier de la Bernardie et Subatech a débuté dans le cadre de l’étude menée par l’Ifremer sur la détermination du volume des vessies natatoires des sardines. Le sujet n’est pas anecdotique car c’est leur vessie natatoire remplie de gaz, pour permettre l’équilibration des poissons, qui permet de localiser au sonar les bancs de sardines et ainsi de contribuer à quantifier la ressource halieutique. La détermination précise des volumes in vivo et en immersion des sardines nous est donc demandée et nous permet de lancer notre collaboration avec Subatech qui dispose d’un plateau technique exceptionnel et notamment d’une cabine de microtomographie à rayons X.

Première réussite sur un hippocampe

Pour la seconde tentative d’acquisition nous avons choisi un petit hippocampe (figure 2). Celui-ci présente une structure assez rigide ; nous avons utilisé des moyens de contention plus adaptés et des modules Peltier distribués autour du sujet maintiennent à distance son état de congélation. Cette fois-ci, c’est gagné, nous validons la technique pour les acquisitions suivantes, aucun flou cinétique. Nous allons pouvoir augmenter progressivement la résolution des acquisitions 25 µm puis 15 µm, 8 µm… Les processeurs chauffent. Les données recueillies génèrent des volumes de données très importants dans des formats exotiques. Rien à faire, les logiciels de post-traitement radiologiques n’en veulent pas.

Figure 2. Hippocampe ex vivo fixé pour analyse.© Aquarium La Rochelle - Marc Legeais - SUBATECH

Un script pour l’export des images

La solution viendra du logiciel Osirix^®. Non content de permettre des rendus graphiques séduisants, ce dernier accepte sans broncher les montagnes de données qu’on lui propose. Seul l’export des images pose des problèmes. Comme la plupart des logiciels médicaux, cet export ne se fait pas en haute résolution pour permettre des impressions très grand format de qualité. Nous développons donc un script sur un logiciel photo qui nous permet de reconstituer de manière automatisée, à la manière d’un puzzle, un assemblage de multiples images de plus basse résolution.

Une exposition à La Rochelle et à Biarritz

La première image que nous réaliserons, celle de cet hippocampe juvénile, restera l’une des plus réussies de notre travail (figure 3). Une sélection de notre travail fera l’objet de l’exposition « ScanOcean » à l’aquarium de La Rochelle et à celui de Biarritz, partagée avec des milliers de visiteurs. Nous continuons depuis notre collaboration en travaillant sur le biomimétisme, en plongeant avec Ifremer au fond du canyon de Lacaze ou encore en isolant des produits de contraste naturels d’origine marine.

Figure 3. Tête d'hippocampe Hippocampus abdominalis, résolution de 15 μm.© Aquarium La Rochelle - Marc Legeais - SUBATECH