Lors de sa mission dans la Station spatiale internationale, l’astronaute française Sophie Adenot va mener plus de 200 expériences, dont EchoFinder. Ce logiciel aide les astronautes à réaliser des échographies sans l’aide d’un expert. EchoFinder a été développé par une équipe conjointe du CNES et de Medes, l’Institut de physiologie et de médecine spatiales. « L’un des objectifs, détaille Aristée Thévenon, ingénieur biomédical au Medes, était de réaliser un dispositif pratique, voire ludique, et qui permette à l’astronaute de placer correctement la sonde sur le corps du sujet. » Autrement dit, un autre astronaute. 

Et cela n’est pas si simple. Une différence d’inclinaison de la sonde de quelques degrés fait la différence entre une bonne et une mauvaise image ! Les échographistes s’entraînent des années à ces gestes techniques, ce qui n’est pas possible pour les astronautes.

La solution d’EchoFinder ? La réalité virtuelle. En bougeant la sonde comme un joystick, l’astronaute doit superposer des sphères à des cubes, virtuellement, sur une tablette, un peu comme un jeu d’adresse. La superposition réussie sur l’écran signifie que la sonde qui est, elle, bien réelle, est idéalement placée sur le corps du sujet. 

« Notre solution intègre également une intelligence artificielle, précise Jérôme Daniel, chef de projet EchoFinder au CNES. Elle a été développée par notre expert en IA et entraînée à la fois pour reconnaître les organes, et pour déclencher la prise d’image quand celle-ci est scientifiquement exploitable. » 

Sophie Adenot va ainsi être la première astronaute à utiliser EchoFinder, et valider le dispositif. « On va notamment s’assurer que l’IA gère bien le léger déplacement des organes à l’intérieur du corps, dû à la micropesanteur. »

La France, experte dans le suivi physiologique et médical des astronautes

L’échographie fait partie de la batterie de moyens mis en place dans l’ISS pour mesurer les effets physiologiques de la micropesanteur sur le corps humain : fonte musculaire, troubles neurosensoriels… Un vaste sujet suivi par le Cadmos, le service du CNES en charge des expériences en micropesanteur. 

Conjointement avec le Medes, le Cadmos a également conçu et développé PhysioTool. « Il s’agit d’un dispositif ambulatoire, détaille Laurent Arnaud, responsable de l’expérience au Cadmos, composé de deux petits boîtiers portés à la ceinture. On peut ainsi suivre pendant 24h divers paramètres physiologiques de l’astronaute. » 

« Les données collectées par Sophie Adenot, poursuit Cécile Thévenot, ingénieure vols habités au Medes, s’ajouteront à celles que nous avons déjà pour étudier plus avant le déconditionnement physique dû à la micropesanteur. D’autant que nous mesurerons de nouveaux paramètres comme l’oxygénation des tissus cérébraux et musculaires. » 

La France a en effet une longue expertise dans le suivi physiologique et médical des astronautes. « Depuis 1982 et le vol de l’astronaute français Jean-Loup Chrétien ! se félicite Guillemette Gauquelin-Koch, responsable des Sciences de la Vie au CNES. Il a testé le premier échographe dans l’espace. L’échographie spatiale est une filière d’expertise française, que nous poursuivons avec EchoBones. » 

EchoBones est ainsi la troisième expérience de physiologie française, et dont Sophie Adenot est le sujet d’étude. Il s’agit d’un nouveau type d’échographe qui donne à voir à l’intérieur des os, l’anatomie intra-osseuse et les flux sanguins. « Cela nous aidera à mieux comprendre la perte de densité osseuse due à la micropesanteur, poursuit Guillemette. Le CNES est la  première agence à travailler avec un échographe de ce type ». 

Quitter l’orbite terrestre

Au-delà des besoins scientifiques, les expériences développées par le Cadmos pour l’ISS doivent aussi répondre à des exigences et des besoins, en termes de sécurité ou d’usage. Par exemple, EchoFinder a été développé pour fonctionner avec tous types d’échographes et via n’importe quels systèmes informatiques. Comme ceux, par exemple, qui seront utilisés dans le cadre du programme américain Artemis. « Nous sommes dans un nouveau paradigme, celui des voyages lointains, explique Aristée Thévenon. La Lune d’abord, puis Mars, peut-être un jour. Cela change la façon dont les astronautes feront de la science, et plus encore de la médecine, à bord des engins spatiaux. Ils devront être beaucoup plus autonomes. »

Une vision partagée par l’équipe en charge de PhysioTool. Le dispositif prend en effet en compte une donnée nouvelle, la neuropsychologie. « Notre dispositif intègre un boîtier neurosensoriel, détaille Cécile Thévenot, une sorte de console vidéo avec boutons, joystick et écran tactile. Nous l’avons développé avec le CNES et les équipes scientifiques. Il va permettre de stimuler les capacités cognitives de Sophie Adenot, en lui faisant suivre une cible par exemple. » 

Des exercices pour le cerveau mais qui seront corrélés aux mesures physiologiques réalisées au même moment par les autres capteurs du dispositif. « Nous faisons de plus en plus de physiologie intégrative, poursuit Guillemette Gauquelin-Koch, où tous les organes sont étudiés en même temps, dans un contexte émotionnel et psychologique lui aussi pris en compte. C’est nécessaire pour envisager le futur de l’exploration spatiale. » 

Et Cécile Thévenot de compléter : « L’impact psychologique sur l’état général des astronautes reste un vaste champ d’étude. Plus nous en saurons, plus nous pourrons les y préparer. »

Faire progresser la médecine terrestre

En attendant, ces expériences profitent aussi au commun des Terriens. Des technologies sont déjà disponibles pour la médecine terrestre, comme les échographes opérables à distance. Ils ont notamment été utilisés pour des suivis de grossesse dans des régions isolées de Guyane. « Nous sommes par ailleurs en discussion avec l’armée, révèle Jérôme Daniel. Elle est intéressée par EchoFinder pour équiper leurs sous-marins. Les sous-mariniers pourraient ainsi réaliser des échographies en toute autonomie. » Et les ingénieurs d’imaginer les développements qui pourront servir la médecine civile : réalisation d’échographies par des infirmiers ou des médecins généralistes, voire par des secouristes en urgence… 

Quant aux études menées dans le cadre des expériences de Sophie Adenot (et toutes celles qui ont précédé et qui suivront), elles aussi bénéficient à la médecine terrestre. Comme le rappelle Guillemette Gauquelin-Koch : « Les astronautes sont les sujets idéaux pour étudier les pathologies terrestres liées au vieillissement ou autres maladies chroniques : ils vieillissent prématurément, ils permettent de suivre dès leur apparition des phénomènes qui pourraient toucher une personne qui passerait sa journée dans un fauteuil. »  EchoBones, par exemple, apportera de nouvelles connaissances utiles dans l’étude de l’ostéoporose, qui touche notamment les personnes âgées, ou pour les sportifs immobilisés de longs mois.