La technologie de l’imagerie médicale aujourd’hui et vers quoi elle se dirige

Lorsque vous entendez le terme « imagerie médicale », la première image qui vous vient à l’esprit est celle d’une radiographie, ou d’un rayon X comme on l’appelle plus communément. Si les radiographies sont la méthode d’imagerie médicale la plus ancienne et la plus fréquemment utilisée, ce domaine scientifique intrigant et innovant offre aujourd’hui bien d’autres possibilités. Dans cet article, nous tentons de passer en revue l’état actuel des choses et les dernières avancées en matière de technologie d’imagerie médicale, ainsi que de délimiter les domaines dans lesquels des percées majeures sont prévues dans un avenir pas si lointain.

Le terme « technologie d’imagerie médicale » a une définition large et englobe toute technique qui aide les professionnels de la médecine à visualiser l’intérieur du corps ou des zones qui ne sont pas visibles à l’œil nu. La visualisation de ces structures peut aider au diagnostic d’une maladie, à la planification d’un traitement, à l’exécution d’un traitement – par exemple par une intervention guidée par l’image – ainsi qu’au suivi et à la surveillance.

Le vaste champ d’application de l’imagerie de diagnostic médical – Ce qu’il englobe

Aujourd’hui, l’imagerie médicale fait partie intégrante du diagnostic et de la gestion des maladies. La première forme d’imagerie médicale diagnostique était l’appareil à rayons X, introduit par Roentgen en 1895. Depuis, l’imagerie radiographique a beaucoup évolué et les rayons X traditionnels sont rapidement remplacés par la tomographie assistée par ordinateur (CT), qui associe la puissance du traitement informatique à l’imagerie radiographique. Les scanners CT prennent des images dans trois plans différents. La technologie de la tomodensitométrie elle-même a été perfectionnée au fil des ans. L’épaisseur des tranches d’image a été réduite et le scanner à spirale est arrivé, ce qui réduit considérablement le temps d’acquisition des images.

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est apparue à la fin du vingtième siècle, à une époque où les préoccupations concernant l’exposition aux radiations lors de l’imagerie médicale étaient à leur apogée. Ce système d’imagerie utilise les champs magnétiques naturels pour acquérir des images des structures internes du corps. Bien qu’à l’origine l’IRM ait eu un usage diagnostique limité, les améliorations apportées à l’équipement lui ont permis de devenir la modalité d’imagerie de choix pour les tissus mous et les structures vasculaires. Les appareils d’IRM plus récents sont des dispositifs compacts et ouverts qui ne rendent plus les patients claustrophobes.

L’ultrasonographie est une autre modalité d’imagerie qui n’emploie pas de rayonnement. Elle utilise des ondes sonores réfléchies pour peindre une image des organes internes. Un avantage majeur de l’échographie est sa portabilité. Elle s’est largement répandue dans le domaine médical, notamment pour les examens au chevet des malades, l’étude des structures vasculaires et l’évaluation de la santé du fœtus en obstétrique.

D’autres techniques d’imagerie médicale avancées ont exploité la puissance des radio-isotopes nucléaires. La tomographie par émission de positrons (TEP) permet à des molécules radiomarquées, comme le glucose, d’être absorbées par les tissus de l’organisme. Elles sont ensuite détectées par des capteurs et leur distribution donne des indices sur le diagnostic. L’introduction de produits de contraste a conduit à une imagerie spécifique à un site, comme l’angiographie par tomographie. Un produit radiomarqué est injecté dans la circulation sanguine et les structures vasculaires peuvent être facilement visualisées. Cela permet d’identifier les anomalies vasculaires et les hémorragies. Les molécules radiomarquées peuvent également être absorbées par certains tissus, ce qui permet d’affiner le diagnostic. Par exemple, le technétium-99 est utilisé dans la scintigraphie osseuse et l’iode-131 est utilisé pour étudier les tissus thyroïdiens. Souvent, deux ou plusieurs des techniques d’imagerie ci-dessus sont combinées pour donner au médecin une idée précise de ce qui se passe dans le corps du patient.

Comment la technologie d’imagerie médicale a progressé au fil des ans

La technologie d’imagerie médicale a progressé à pas de géant au fil des ans. Cela ne s’est pas limité aux modalités par lesquelles les images sont acquises. L’accent a été mis de plus en plus sur le post-traitement et les nouvelles méthodes plus avancées de partage et de stockage des images médicales. L’idée ici est d’extraire le maximum de bénéfices des technologies existantes et de les diffuser au plus grand nombre de personnes possible.

Dans le domaine de l’imagerie médicale diagnostique, les cliniciens peuvent désormais manipuler les images pour obtenir plus de perspectives et d’informations à partir du même ensemble de données.

Avancées dans le stockage et la récupération des données d’imagerie

Avec les différents types de dispositifs d’imagerie employés aujourd’hui et les données uniques qu’ils produisent, l’intégration et la facilité de collaboration sont d’un intérêt primordial pour les instituts de santé et les utilisateurs finaux. Presque tous les types d’images sont aujourd’hui acquis numériquement et consistent en d’énormes fichiers de données. Une évolution majeure à cet égard a été l’introduction du PACS (Picture Archiving and Communications System). Il s’agit d’une plate-forme qui permet le stockage et la visualisation intégrés d’images médicales provenant de divers appareils et systèmes. Dans le serveur PACS, les images sont principalement stockées dans le format DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine).

DICOM est une norme développée par l’American College of Radiologists. Toutes les images, y compris les tomodensitogrammes, les IRM, les échographies et les TEP, doivent être stockées, récupérées et partagées uniquement au format DICOM. Les détails relatifs au patient sont intégrés à l’image afin de minimiser les erreurs de diagnostic. Un certain nombre d’applications de visualisation DICOM sont disponibles sur le marché, et chacune possède un éventail différent de fonctionnalités qui aident les cliniciens dans le diagnostic et la planification du traitement.

Outils d’imagerie médicale avancés

Technologie d’imagerie médicale 3D

Un inconvénient des techniques d’imagerie médicale existantes a été leurs résultats en deux dimensions alors que les tissus et les organes du corps sont en trois dimensions. Concevoir une structure en trois dimensions nécessite que les cliniciens regardent des tranches d’images prises sous différents angles, puis reconstruisent une image mentale pour l’interprétation. Ce processus prend du temps et est sujet à des erreurs. L’imagerie 3D est depuis longtemps un objectif pour les fabricants de logiciels et d’appareils d’imagerie médicale de pointe. Le rendu d’images 3D est désormais proposé par plusieurs applications DICOM. Il est généralement basé sur la reconstruction d’images 2D. La reconstruction 3D évite aux cliniciens de passer par de multiples images en coupe et permet de se concentrer sur la zone d’intérêt. L’imagerie 3D permet également une analyse volumétrique, qui est un outil extrêmement utile pour établir un diagnostic clinique.

Une autre ramification de la reconstruction 3D est la reconstruction multiplanaire (MPR). La MPR est le processus d’obtention de nouvelles tranches d’images à partir du modèle reconstruit en 3D. Les nouvelles tranches sont dans des plans différents de ceux des tranches initialement acquises. Cela devient particulièrement utile pour suivre le parcours de structures majeures telles que l’aorte.

Projections d’intensité

Les logiciels d’imagerie disposent aujourd’hui de multiples fonctionnalités pour aider les professionnels de santé à étudier en détail leur région d’intérêt. L’une de ces fonctionnalités est la projection d’intensité. Les cliniciens peuvent choisir d’éditer l’image d’une zone reconstruite en affichant uniquement les valeurs maximales ou minimales de la tomographie. C’est ce qu’on appelle les projections d’intensité maximale et minimale, respectivement (MIP et MINIP). Elles augmentent le contraste entre la zone d’intérêt et les tissus normaux environnants.

Vraie imagerie 3D

La technologie de reconstruction 3D n’est toujours pas aussi précise que nous le souhaiterions, et certains médecins préfèrent passer par de multiples sections 2D pour éviter les erreurs. Une évolution intéressante dans ce domaine est l’imagerie 3D « vraie ». Ce système d’imagerie innovant permet aux cliniciens de visualiser et d’interagir avec une réplique virtuelle d’un organe ou d’une structure corporelle. L’image apparaît sous la forme d’un hologramme et les cliniciens peuvent faire tourner virtuellement la structure, couper des coupes transversales et identifier les repères anatomiques vitaux. Un tel outil pourrait devenir indispensable pour planifier les opérations chirurgicales à l’avenir.

Fusion d’images

Un outil d’imagerie médicale avancé appelé fusion d’images est disponible dans de nombreuses applications DICOM. Il permet de fusionner deux ou plusieurs ensembles de données d’imagerie en un seul fichier. Cela permet de combiner les avantages de différentes modalités d’imagerie. Les techniques de fusion d’images les plus fréquentes et les plus utiles sont la fusion d’images PET/CT et PET/MR, qui combinent les avantages du PET scan, du CT scan et de l’IRM. La TEP permet d’identifier et de localiser la zone d’intérêt (généralement une zone maligne ou enflammée). Le scanner fournit d’excellents détails anatomiques sur l’étendue de la lésion ainsi que sur les plans tissulaires concernés. L’IRM permet d’obtenir une résolution des tissus mous. Lorsqu’ils sont combinés ensemble, il y a une augmentation remarquable de la sensibilité et de la spécificité des examens d’imagerie diagnostique.

Imagerie en temps réel

Traditionnellement, il a toujours été entendu qu’il y aurait un « décalage » entre le moment où l’image est acquise et celui où elle est interprétée. Ce décalage provient du temps nécessaire au traitement et à la préparation de l’image, à sa présentation au radiologue, puis au radiologue pour visualiser chaque section de l’image et appliquer ses connaissances pour l’interpréter. Ce décalage peut avoir un impact significatif sur les résultats cliniques, en particulier dans les situations d’urgence comme les traumatismes, où le temps est essentiel.

Aujourd’hui, de nombreux systèmes d’imagerie offrent des résultats en « temps réel », ce qui signifie que le décalage entre l’acquisition de l’image et son interprétation est minime, voire nul. Les cliniciens peuvent visualiser les images sur un écran alors que le patient est encore dans l’unité d’imagerie. Cela permet non seulement de réduire le temps de latence, mais aussi de voir les systèmes corporels en action en temps réel et d’évaluer ainsi leur intégrité fonctionnelle. Par exemple, la fonction de déglutition de l’œsophage peut être évaluée de cette manière pour détecter les causes possibles de la dysphagie. De même, les mouvements du fœtus peuvent être observés en temps réel grâce à l’échographie. La puissance de l’imagerie en temps réel permet aux chirurgiens de prendre des décisions en per-opératoire.

Un aperçu de l’avenir de la technologie d’imagerie médicale

Intelligence artificielle

L’intelligence artificielle (IA) désigne la capacité des machines à simuler l’intelligence humaine. Cela concerne principalement les fonctions cognitives, telles que l’apprentissage et la résolution de problèmes. Dans le contexte de l’imagerie médicale, l’IA peut être entraînée à repérer les anomalies dans les tissus humains, ce qui facilite le diagnostic des maladies et le suivi de leur traitement. L’IA peut aider les radiologues de trois façons. L’IA peut passer en revue d’énormes ensembles de données d’images et d’informations sur les patients à des vitesses surhumaines. Cela peut accélérer les flux de travail. Deuxièmement, l’IA peut être entraînée à détecter des anomalies trop petites pour être discernées à l’œil nu. Cela peut améliorer la précision du diagnostic. Troisièmement, l’IA peut être utilisée pour récupérer les scans d’imagerie antérieurs dans le dossier médical électronique (DME) d’un patient, puis les comparer aux résultats du dernier scan du patient. D’autres aspects du DME du patient, comme les antécédents médicaux pertinents, peuvent également être récupérés et utilisés pour faciliter le diagnostic.

Plusieurs entreprises ont réussi à intégrer l’IA dans des systèmes d’imagerie, mais aucune n’est encore disponible pour un usage commercial. Un exemple de logiciel d’imagerie médicale intégré à l’IA est Viz, qui améliore à la fois la détection et le délai de traitement chez les patients souffrant d’obstruction des gros vaisseaux (LVO). Le logiciel est capable d’examiner plusieurs images dans plusieurs bases de données hospitalières pour détecter les obstructions vasculaires. Si une LVO est détectée, le logiciel peut alerter à la fois le spécialiste des accidents vasculaires cérébraux et le médecin traitant du patient afin que ce dernier reçoive un traitement rapide. Pour une maladie limitée dans le temps comme l’accident vasculaire cérébral, cela a pour effet d’améliorer considérablement les résultats et de réduire la charge financière du système de soins de santé.

Applications basées sur le cloud

Les progrès rapides de la technologie d’imagerie et l’utilisation omniprésente des images médicales dans les soins de santé ont entraîné l’urgence de trouver des moyens innovants pour stocker et partager les données d’imagerie médicale. Dans ce contexte, la technologie du cloud est apparue comme l’un des principaux déterminants de l’avenir de la technologie d’imagerie médicale. Cette technologie permet de stocker et de partager des données indépendamment de leur emplacement géographique grâce à Internet. Les applications d’imagerie médicale basées sur le cloud facilitent le stockage et la récupération des fichiers d’imagerie au format DICOM. Elles augmentent l’efficacité et réduisent les coûts. Les professionnels de la santé peuvent collaborer sur les données d’imagerie médicale depuis le monde entier. Le résultat final est un meilleur résultat pour la santé des patients.

Les applications basées sur le cloud améliorent également le processus de ‘blockchain’. Une « blockchain », en termes simples, est l’ajout d’un nouvel enregistrement numérique à un ancien, tout comme l’ajout d’un nouveau lien à une chaîne physique existante. Les images disponibles sur le cloud peuvent être ajoutées à une blockchain, qui rend alors les informations médicales du patient accessibles à n’importe quel médecin partout dans le monde.

PostDICOM – À la pointe de la technologie d’imagerie médicale

PostDICOM combine le meilleur des dernières technologies d’imagerie médicale. Il s’agit de l’une des rares applications de visualisation DICOM basées sur le cloud qui existent. Les fichiers DICOM stockés sur le serveur PACS en nuage sont sécurisés par un cryptage SSL. PostDICOM intègre la technologie d’imagerie médicale 3D et offre des fonctions avancées de manipulation d’images, notamment la reconstruction multiplanaire, la projection d’intensité (maximale, moyenne et minimale) et la fusion d’images. Les documents cliniques peuvent également être stockés et visualisés avec l’application. Elle est compatible avec les principaux systèmes d’exploitation (Windows, Mac OS, Linus), et est accessible depuis des ordinateurs portables, des tablettes et des smartphones. Mieux encore, pour les utilisateurs de base, elle est absolument gratuite, et l’utilisation gratuite s’accompagne de 50 Go d’espace de stockage dans le cloud.

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