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Florian Bernard prépare sa thèse au LCSB (Luxembourg Centre for Systems Biomedicine), à l’Université de Luxembourg. Il est parallèlement employé au département de Neurochirurgie au CHL (Centre Hospitalier Luxembourg).
Son sujet de thèse porte sur les modèles statistiques de forme des structures du cerveau. Son but: améliorer les outils à disposition des neurochirurgiens pratiquant des opérations de stimulation cérébrale profonde. Le travail de Florian a déjà été salué à plusieurs conférences internationales, et l’une de ses publications a été récompensée en 2015 par le prix du meilleur article scientifique.
Florian Bernard, à propos de sa formation et de ses projets en cours:
« Je suis Florian Bernard, je suis informaticien. J’ai toujours voulu comprendre comment les choses fonctionnent. Dès mon enfance (j’ai aujourd’hui 29 ans), je me souviens avoir été fasciné par les sciences et la technologie. Même si, à l’époque, mes connaissances et mes moyens techniques étaient limités, j’ai passé des heures à découvrir mon premier ordinateur. Aujourd’hui, j’ai toujours besoin de comprendre, d’analyser, de mieux cerner un problème. Avec mes connaissances en informatique et l’avancée fulgurante de la technologie, je peux maintenant formaliser mathématiquement ces problèmes puis utiliser un ordinateur qui m’aidera à les résoudre.
Au CHL, je suis rattaché à l’équipe de Neurochirurgie, sous la responsabilité du Dr Hertel. C’est un neurochirurgien, spécialisé notamment en stimulation cérébrale profonde. C’est une technique consistant à implanter chirurgicalement des électrodes dans le cerveau, qui vont électriquement en stimuler certaines parties, comme le thalamus ou le noyau sous-thalamique. Cette chirurgie particulière est utilisée pour traiter les tremblements, les troubles obsessionnels compulsifs, les dystonies ou certains des symptômes de la maladie de Parkinson. Elle demande une précision extrême, surtout dans sa phase de planification : il faut en effet identifer très précisément la zone à traiter, souvent difficilement visible sur des images classiques radiologiques (IRM ou scanner) et il faut aussi définir une « route », qui permettra d’atteindre cette zone, sans toucher au passage des tissus fragiles ou percer des vaisseaux sanguins.
Le Dr Hertel, travaillant en collaboration avec le LCSB, a réuni autour de lui des neurochirurgiens, des biologistes, et plusieurs chercheurs en informatique, en mathématique et en ingénierie électrique qui essaient de développer ou d’améliorer les outils à sa disposition pour pratiquer ces opérations.»
Définir un modèle statistique de forme du cerveau en 3 dimensions
Mon travail de thèse porte sur la modélisation en 3 dimensions des structures du cerveau. Je cherche à définir un modèle statistique de forme du cerveau, à partir de données existantes en utilisant des algorithmes d’apprentissage automatique. En ajustant certains paramètres de ce modèle statistique, je pourrais le faire correspondre exactement au cerveau d’un patient et obtenir ainsi une modélisation en 3 dimensions des structures de ce cerveau. Cela permettrait au chirurgien de visualiser et de définir précisément l’endroit où placer un implant dans les cas de stimulation cérébrale profonde.
Pour obtenir le premier modèle statistique de forme, nous avons utilisé les images (IRM ou scanner) d’une vingtaine de patients et j’ai recréé manuellement un modèle en 3D sur ordinateur. A partir de ce modèle, j’ai pu définir des paramètres statistiques décrivant la forme générale des structures du cerveau, ainsi que les variables les plus fréquentes. J’ai publié quelques articles sur mon travail, dont plusieurs ont été reconnus par la communauté scientifique informatique (« GMDS Förderpreis » pour mon mémoire de maîtrise, deux publications à la prestigieuse conférence « computer vision and pattern recognition » et publication saluée par le Siemens Sicas Shape award).
La recherche interdisciplinaire ne peut porter ses fruits que si elle est menée en équipe. Je veux alors remercier l’équipe formidable qui m’entoure, mes collègues, collaborateurs et superviseurs. Tout ce travail n’aurait pas été possible sans le soutien de Rudi Balling, Peter Gemmar, Jorge Goncalves, Frank Hertel, Andreas Husch, Luis Salamanca et Johan Thunberg. Merci aussi au Fonds National de la Recherche Luxembourg d’avoir cru en mon projet et d’avoir financé mon travail. »
Auteur: CHL
Photo: CHL
