BrainAnalyze

Je développe des logiciels d’imagerie médicale depuis 1997, afin de post-traiter les images d’IRM et d’accéder aux informations morphologiques et fonctionnelles pertinentes pour le diagnostic radiologique.

Et voici mon parcours et quelques exemples choisis de mes réalisations …

BrainAnalyze

Mon premier logiciel d'imagerie médicale fut un système expert de grade 0 dédié à l'analyse des radiographies standard des os longs et tubulés des extrémités.

Ce fut mon sujet de thèse de médecine, dirigé par le Docteur Olivier Bacques du CHI André Grégoire à Montreuil, et développé entre 1997 et 1999.

Ecrit en Visual Basic, il incorporait une base de données textuelle et iconographique de toutes les pathologies ostéo-articulaires concernées ainsi que des variantes et maladies rares.

L'algorithme utilisant le système de classification et de recherche du GAMUTS permettait de trier les informations des données et de proposer des pathologies selon un pourcentage de vraisemblance.

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Il n'y avait pas à l'époque de lecture automatisées des images par une IA dédiée ; l'utilisateur devait cocher un certain nombre de cases relatives à des signes cliniques ou radiologiques afin d'effectuer l'analyse.

Ce logiciel n'a jamais été présenté aux JFR ni ailleurs, et a sombré dans l'oubli dès lors que je me suis orienté vers la neuroradiologie.

Alors que j'étais jeune interne dans le service de Neuroradiologie de la Pitié-Salpétrière en 1999, j'ai fait la connaissance des doctorants et informaticiens du CEA détachés dans le service qui travaillaient à développer de nouveaux algorithmes informatiques pour l'analyse des images d'IRM fonctionnelle cérébrale.

Ce sont eux qui m'ont expliqué les bases de la neuro-informatique.

A partir d'un code source écrit en IDL et avec la bénédiction du directeur du laboratoire, je me suis donné comme objectif de porter certains algorithmes dans l'environnement Windows afin qu'ils soient facilement utilisables de partout.

Il m'a fallu trois mois pour décortiquer le code source, coder des fonctions mathématiques manquantes (ne connaissant pas à l'époque les librairies BLAS et LAPACK, j'ai du réinventer la roue ...), et implémenter le tout en Pascal et C++.

J'ai ensuite ajouté de multiples fonctionnalités me semblant indispensables telles que le calcul de la latéralisation cérébrale, la représentation en 3D, l'exportation dans différents formats d'images (Analyze, Raw, Dicom, etc...), le recalage des séries, et ainsi de suite.

Activ2000 Splash
Activ2000 Dicom
Activ2000 Resultats
Activ2000 Resultats
Activ2000 Recalage
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Activ2000 3D
Activ2000 3D
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Et j'ai décidé d'offrir ce logiciel à la communauté scientifique, gratuitement.

J'ai donc créé mon premier site web, Neuronet.org, afin de mettre en libre accès Activ 2000. Il a été téléchargé plus de 2000 fois et a été utilisé dans de nombreuses publications scientifiques du début des années 2000.

C'est lors de mon dernier stage d'interne au Centre Hospitalier Sainte-Anne à Paris, à l'époque dirigé par feu le Professeur Daniel Frédy, que j'ai développé le logiciel DPTools afin de pouvoir analyser sur n'importe quel ordinateur des images d'IRM de perfusion et de diffusion.

Resituons le contexte. A l'époque, pour analyser les images d'IRM, il n'y avait aucun logiciel tiers ; seuls les logiciels constructeurs permettaient de faire des analyses d'images, peu poussées d'ailleurs. Et les meilleurs d'entre eux (selon moi) étaient développés dans l'environnement Advantage Windows de General Electric. Seuls les service "riches" disposaient de telles plateformes informatiques.

Je venais d'obtenir un poste de chef de clinique au CHU Bicêtre, dans un environnement de travail quelque peu "obsolète", sans workstation constructeur pour pouvoir analyser les images. A l'époque, on lisait les examens radiologiques sur des films ...

J'ai donc décidé de créer une solution d'analyse des images IRM qui pourrait etre utilisée par tous, tournant sur des PC Windows répandus.

Partant ex nihilo, j'ai codé en Pascal et C++ des algorithmes tout d'abord de diffusion, afin de calculer et d'afficher des cartographies d'ADC, de perfusion pour calculer le CBV, CBF, MTT, et au fur et à mesure de mes besoins et des recherches que j'effectuais, et les années passant, des algorithmes de Tenseur de Diffusion, et d'IRM fonctionnelle d'activation.

Dès le début j'ai mis le logiciel à disposition du public sur mon site internet Neuronet.org.

DPTools Diffusion
DPTools DataBase
DPTools Masking
DPTools AIF
DPTools MPR Map
DPTools 3D
DPTools 3D fMRI
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DPTools Diffusion
DPTools DataBase
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DPTools AIF
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Alors que j'étais Research Fellow à Toronto au Canada en 2003, en pleine épidémie de la Grippe Aviaire, on m'offrit d'acheter mon logiciel en l'incorporant dans une solution concurrente au logiciel e-Film. Pour cela, il fallait que je reste au Canada, ce qui m'a été proposé, mais j'ai décliné cette offre, souhaitant pouvoir rentrer en France et faire une carrière universitaire au CHU Bicetre.

Mes recherches m'ont naturellement amené à étudier les fibres de substance blanche du cerveau, et pour ce faire, il me manquait un outil robuste, convivial et efficace pour effectuer la tractographie cérébrale.

En 2004, j'ai contacté Pierre Fillard, alors étudiant en Master aux USA, qui avait développé un logiciel de tractographie dont les algorithmes seront par la suite implémentés dans MedInria. Une véritable collaboration est née, avec à la clef de nombreuses publications scientifiques.

J'ai ainsi poursuivi mes travaux et mes développements. Entre 2006 et 2008 j'ai inventé une méthode pour calculer de manière conjointe la perfusion et la perméabilité en IRM de tumeurs cérébrales (brevet WO2008132386A2), permettant ainsi d'apprécier le degré d'agressivité d'une lésion. Cette méthode a été brevetée avec le Docteur Frédéric Dhermain de l'IGR, et a été utilisée dans de nombreux articles scientifiques. Nous avons cherché à valoriser cette technique auprès d'industriels, mais aucun n'a paru intéressé à cette époque.

Puis entre 2013 et 2015, parallèlement au développement de Connectopédia, j'ai voulu développer une méthode d'analyse du fonctionnement cérébral basée sur l'étude des échanges d'information dans le cerveau, mêlant IRM fonctionnelle d'activation, tractographie et connectomique.

Ainsi est née RTConTrack, qui a été brevetée entre 2015 et 2017 conjointement par l'APHP et moi-même (brevet WO20170238879). Cette technique utilisant une Intelligence Artificielle à base de Logique Floue développée par mes soins, permettait d'apprécier le degré d'utilisation de 408 fonctions cérébrales répertoriées par le système (régulation des émotions, fluence verbale, repérage dans l'espace, mémorisation, etc ...) et a servi de support d'analyse à des centaines de patients trauma cranien et troubles psychiatriques les années suivantes.

Entre 2000 et 2015, DPTools fut téléchargé depuis mes sites web neuronet.org et fmritools.org par 2500 laboratoires et services de par le monde, et utilisé dans de multiples publications scientifiques par différentes équipes de recherche et moi-même.

Entre 2014 et 2015, du fait du succès de DPTools, la société Carestream m'offrit de développer dans leur environnement des outils de calcul de la diffusion, du tenseur de diffusion, de perfusion et de perméabilité reposant sur mes algorithmes. Pendant 6 mois j'ai travaillé avec eux au portage de mon code source sur leur plateforme, testant, validant et corrigeant leurs nouveaux algorithmes basés sur les miens.

J'avais négocié que le libellé de ces outils devait stipuler mon nom et mes travaux. Mais à ma connaissance, cette suite logicielle n'a jamais été commercialisée et a juste fait flop ! Carestream fut par la suite rachetée par Philips.

La carrière de DPTools prit fin en 2015 lorsque les limitations d'utilisation de la mémoire vive inhérente à l'environnement 32 bits furent par trop contraignantes pour l'analyse d'images de plus en plus volumineuses. Une nouvelle version 64 bits multi-environnements devait absolument voir le jour. Elle se nommera fMRICRoTools.

L'idée de départ de Connectopédia était d'offrir à la communauté radiologique et scientifique un Aide-Mémoire sur l'anatomie cérébrale et le fonctionnement du cerveau.

Le développement débuta en 2014. L'interface utilisateur devait comporter des fonctions de rendu 2D et 3D pour bien apprécier les différentes structures anatomiques.

Je me suis rapproché de Chris Rorden qui avait développé MRiCRo en Pascal, et avec son accord, ai modifié son code source pour répondre à mes besoins.

Le logiciel, qui incorporait une base de données des cartographies des structures de substance grise, de substance blanche, des artères et des veines du cerveau, fut développé dans l'environnement PC Windows et Mac en 32 bits. Une base de connaissance puisée dans différents ouvrages scientifiques et sur internet lui fut adjointe, permettant ainsi à l'utilisateur non seulement de visualiser où se situait la structure, mais également de savoir à quoi elle servait et avec quoi elle était reliée.

Connectopedia Intro
InitCTP
Connectopedia List
Connectopedia Brain Functions
Connectopedia Brain Cut
Connectopedia Connectoms
Connectopedia WM View Color
Connectopedia WM View BW
Connectopedia Fibers
Connectopedia Pathways
Connectopedia Web
Connectopedia Knowledge Base
Connectopedia Structures
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Connectopedia Brain Functions
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Les résultats d'analyse de RTConTrack vinrent enrichir les bases de données de Connectopedia en incorporant les schémas de fonctionnement de différentes fonctions cérébrales connues du système sous forme de "cartes GPS" du parcours de l'information.

La encore, les limitations de mémoire inhérentes au 32 bits furent par trop contraignantes, et le besoin de développer une solution 64 bits se fit ressentir.

Sur le site web neuronet.org et sur le suivant fmritools.org, j'ai mis en ligne en 2014-2015 une version html de Connectopedia, à la disposition de tous. Elle fut beaucoup consultée et utilisée par de nombreux étudiants et chercheurs, à tel point que le site web fut même piraté à plusieurs reprises, pour essayer je suppose de récupérer les résultats de mes recherches et mes bases de données ...

Afin de permettre aux utilisateurs d'exploiter pleinement le logiciel, j'ai créé des didacticiels sous la forme d'exercices :

Actuellement, la version html de Connectopedia est toujours accessible ici.

Avec l'environnement 32 bits Windows on ne pouvait pas analyser plus de 3 GO de données simultanément. Un portage en 64 bits de tous mes codes sources devenait impératif pour pouvoir analyser les images issues des IRM 3T de nouvelle génération.

Je décidai donc de me consacrer au portage et au développement d'une solution logicielle Tout-en-Un écrite en 64 bits et multi-plateforme (Mac, PC, Linux).

Il m'a fallu 9 mois de travail acharné pour porter le code source d'Activ 2000, de DPTools, de RTConTrack et de Connectopedia dans ces nouveaux environnements.

J'ai pensé le logiciel de manière à automatiser totalement l'analyse des images, de manière ce que l'utilisateur final ait, s'il le désirait, le moins d'interaction possible avec le logiciel, voire aucune.

fMRICRoTools Banner
FMRICRoTools Tractograpy & fMRI
FMRICRoTools Structural Connectom
fMRICRoTools Fibers Connectom
fMRICRoTools FA Connectom
FMRICRoTools Fibertracking Connectom
fMRICRoTools Structural Connector
FMRICRoTools Structural Connectom
FMRICRoTools Fibers Atlas
FMRICRoTools fMRI
FMRICRoTools Functional Connectom
fMRICRoTools Functional Connectom
FMRICRoTools Connectoms
FMRICRoTools Connectoms & Brain Functions
FMRICRoTools Brain Functions Synopsis
FMRICRoTools Connectomics & Brain Functions
fMRICRoTools Synopsis
fMRICRoTools Tumoral Aggressivity
fMRICRoTools Connectoms
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FMRICRoTools Tractograpy & fMRI
FMRICRoTools Structural Connectom
fMRICRoTools Fibers Connectom
fMRICRoTools FA Connectom
FMRICRoTools Fibertracking Connectom
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FMRICRoTools fMRI
FMRICRoTools Functional Connectom
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FMRICRoTools Connectoms & Brain Functions
FMRICRoTools Brain Functions Synopsis
FMRICRoTools Connectomics & Brain Functions
fMRICRoTools Synopsis
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Ainsi fMRICRoTools permettait de manière transparente pour l'utilisateur d'analyser des images de Diffusion et de Perfusion dans les AVC et les Tumeurs par exemple, de Perméabilité dans les Tumeurs et les pathologies inflammatoires comme la Sclérose en Plaque, d'effectuer la tractographie automatisée de 58 faisceaux de fibres de substance blanche en les quantifiant, d'apprécier l'atrophie cérébrale par analyse VBM (pour les patients Alzheimer et autres), de détecter des zones anormales du cerveau automatiquement (hypersignaux Flair dans la SEP notamment), et de détecter, classifier, quantifier, latéraliser les zones cérébrales activées lors d'examen d'IRM fonctionnelle.

 

Avec la puissance du 64 bits, les bases de données de RTConTrack furent enrichies, et l'analyse de la connectomique structurelle issue de la tractographie, fonctionnelle issue de l'IRM fonctionnelle et effective issue de RTConTrack fut beaucoup plus pertinente et pu être utilisée pour apprécier la viabilité des fibres de substance blanche et l'efficience des 408 fonctions cérébrales sur des centaines de patients traumatisés crâniens, déprimés et victimes de Syndrome de Stress Post-Traumatique entre 2015 et 2019.

 

En 2017, alors que notre service de Neuroradiologie devait s'équiper d'une nouvelle IRM General Electric, et du fait de mon admiration pour les stations de travail Advantage Windows, j'ai porté une adaptation de fMRICRoTools (qui devait devenir BrainAnalyst) dans l'environnement Advantage Workstation de GEHC. En septembre 2017, alors que je venais de faire en Visio la démonstration du potentiel de mon produit devant la directrice de la division IRM de GEHC à Milwaukee, très enthousiaste, un changement de direction s'opéra au sein de GEHC et 12000 collaborateurs furent remerciés, dont cette directrice. Encore une fois, le projet de partenariat industriel à mes développements n'eut pas la suite escomptée et la collaboration fut brutalement stoppée.

Fin 2017, du fait de mes différents échecs avec de potentiels partenaires industriels, je décidai de prendre le taureau par les cornes et de créer ma propre Startup pour promouvoir mes solutions logicielles.

Ainsi naquit BrainAnalyze, une SAS co-créée avec mon épouse. Nous n'étions que deux dans cette toute nouvelle structure.

L'objectif était de proposer une solution logicielle multi-environnements et multi-plateformes (Station de Travail, Serveurs Locaux et Cloud) aux potentiels utilisateurs désireux de post-traiter de manière automatisée et en utilisant l'Intelligence Artificielle des examens d'IRM.

BrainAnalyst Fibertracking
BrainAnalyst Features Resume
BrainAnalyst Features 1
BrainAnalyst Features 2
BrainAnalyst Features 3
BrainAnalyst Features 4
BrainAnalyst Features 5
BrainAnalyst Features 6
BrainAnalyst Features 7
BrainAnalyst Features 8
BrainAnalyst Features 9
Functional Connectom
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BrainAnalyst Fibertracking
BrainAnalyst Features Resume
BrainAnalyst Features 1
BrainAnalyst Features 2
BrainAnalyst Features 3
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BrainAnalyst Features 5
BrainAnalyst Features 6
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BrainAnalyst Features 8
BrainAnalyst Features 9
Functional Connectom
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BrainAnalyst naquit ainsi. Il se voulait l'assistant-expert du médecin radiologue, neurologue, psychiatre, etc..., effectuant le travail de post-traitement des images et donnant les résultats des analyses sous forme de compte-rendus automatiques incorporables dans le compte-rendu d'examen du patient et archivable dans le PACS.

 

Une version dockerisée du logiciel fut développée par mes soins pour son utilisation Cloud et Serveur Local et les premiers utilisateurs à me faire confiance furent le Service de Radiologie de l'Hôpital Américain à Neuilly-sur-Seine et l'Institut d'Imagerie du Centre Carouge (IICC) à Genève, en Suisse.

 

Par la suite, des partenariats avec Qwant, Arterys, TerraRecon (2018), Incepto, Vizua 3D et Microsoft, Guerbet, Sectra et IntraSense (2019-2020) furent envisagés ou initiés.

 

Pour aller plus loin, la certification et le marquage CE / FDA étaient indispensables. Or nous n'avions pas les fonds nécessaires pour effectuer cette procédure (coût d'environ 250 K euros par marquage).

Afin de pouvoir me consacrer à mon entreprise, et du fait d'un ras-le-bol général du fonctionnement de l'APHP, j'ai posé ma démission en Octobre 2019. Nous avons activement recherché des investisseurs et partenaires : Majors, autres Startups plus avancées à la recherche de logiciels de Neuro-Imagerie, Business Angels, Family Office, BPI (ne prête que si l'on a au moins 50% d'apport) . Nous avons même missionné une entreprise pour nous y aider, sans aucun succès.

Les raisons invoquées étaient :

  • vous n'êtes pas un véritable entrepreneur, vous n'avez pas fait HEC !
  • vous avez tout développé tout seul, tout repose sur vous, s'il vous arrive quelque chose de fâcheux, plus rien n'existe
  • pourquoi ne vous contentez-vous pas de vendre à une Major ?
  • c'est un marché de niche (qui génère quand même 15 milliards d'euros annuels rien qu'en Europe)
  • on investit mais on prend 100% des actions de votre SAS
  • Ca vous dit d'être un de nos consultants ? Donnez-nous gratuitement votre code source, on va le porter sur nos plateformes et on s'occupera de notre propre marquage CE / FDA.
  • etc ...

La crise du COVID a marqué l'arrêt de notre recherche de partenariats... définitif.

Durant la crise du COVID 19 en mars 2020, mon activité médicale s'est brutalement arrêtée et pendant deux mois je me suis consacré à la création d'un logiciel de visualisation des images médicales gratuit et multi-plateformes (Mac, PC, Linux), qui pourrait en outre être utilisé pour piloter les post-traitements effectués par BrainAnalyst.

 

Ainsi naquit Manager & Visualise, qui fut mis à disposition de la communauté radiologique gratuitement sur le site web de BrainAnalyze et qui fut téléchargé plus de 500 fois en trois ans.

Manager & Visualize Laptop
Manager & Visualize MBI
Manager & Visualize Tumor
Manager & Visualize BrainAnalyst
Manager & Visualize Vascular
Manager & Visualize Stroke
Manager & Visualize CT Scan VR
Manager & Visualize Tumor Aggressivity
Manager & Visualize MBI Bis
Manager & Visualize Tumor Mapping
Manager & Visualize Brain Cut Tumor Case
Manager & Visualize Synopsis
Manager & Visualize VR
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Manager & Visualize MBI
Manager & Visualize Tumor
Manager & Visualize BrainAnalyst
Manager & Visualize Vascular
Manager & Visualize Stroke
Manager & Visualize CT Scan VR
Manager & Visualize Tumor Aggressivity
Manager & Visualize MBI Bis
Manager & Visualize Tumor Mapping
Manager & Visualize Brain Cut Tumor Case
Manager & Visualize Synopsis
Manager & Visualize VR
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De manière à rendre l'apprentissage de l'utilisation du logiciel plus aisée, j'ai créé des videos explicatives :

 

 

Je fus interviewé pour le JT de la Radiologie par Jean-Claude Durrousseau à ce sujet.

 

Fin 2020, avec la sortie des nouveaux processeurs Apple Silicon, je portai BrainAnalyst et Manager & Visualize dans ce nouvel environnement si bien qu'avec un MacBook Air M1 l'on avait autant de puissance de post-traitement et de visualisation qu'avec d'onéreuses stations de travail professionnelles.

En 2021 j'inscrivis BrainAnalyze dans le programme Apple Developper afin de pouvoir mettre à disposition sur l'Apple Store Manager & Visualize.

 

C'est également à cette époque que j'entrais au CIMOP, d'abord comme remplaçant, puis en fin d'année comme associé-gérant. Durant l'année 2021 je perfectionnai et implémentai certaines fonctions de Manager & Visualize d'automatisation, de rendu 3D , de calcul de la perfusion CT et de fusion d'images entre autres...

 

J'ai installé une solution serveur locale pour le post-traitement des images au CIMOP qui est toujours utilisée, notamment pour l'appréciation de l'agressivité des tumeurs cérébrales en IRM, pour la quantification de l'atrophie dans les pathologies inflammatoires et neuro-dégénératives (Alzheimer), et pour la tractographie de patients trauma crâniens ou autres.

J'ai passé plus de 25 ans de ma vie à créer de nouveaux logiciels d'imagerie, pour la plupart offerts gratuitement au public.

Après 170 articles publiés dans des revues scientifiques, après deux brevets déposés en partenariat avec l'APHP, après avoir dirigé le service de Neuroradiologie de Bicêtre pendant 10 ans, avoir dirigé le Laboratoire d'Imagerie Médicale Expérimentale et Clinique (LIMEC) pendant 13 ans, avoir encadré 1 post-doctorant, 6 doctorants, 17 Masters M2, 2 Master M1, 6 DES de Radiologie et 9 Thèses de Médecine, après avoir été rapporteur ou jury de 7 Thèses de Sciences et de 5 HDR, et après avoir tenté l'aventure de la Startup, depuis maintenant deux ans, BrainAnalyze et mes activités de recherche et de développement sont à l'arrêt.

Il semble que le temps soit donc venu pour moi de passer à autre chose ...

 

 

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