Il y a un peu plus de cent ans, l'avènement des rayons X était considéré comme un bond significatif dans le diagnostic médical. Au cours du siècle dernier, la radiographie simple s'est étendue à un domaine spécialisé : l'imagerie médicale diagnostique. Les rayons X ont été exploités à l'aide d'une meilleure technologie via des tomodensitogrammes (CT scans) numérisés, et de nouvelles techniques d'imagerie médicale diagnostique, telles que l'IRM et l'échographie, ont émergé. Les modalités d'imagerie médicale continuent d'évoluer et de s'affiner. À mesure que le processus d'imagerie progresse, il y a une amélioration parallèle, et tout aussi importante, dans la gestion des images médicales et du flux de travail associé. Dans cet article, nous nous concentrons sur les avancées les plus importantes de l'imagerie diagnostique médicale qui ont transformé la façon dont les médecins examinent et traitent les patients.
L'imagerie médicale est principalement utilisée pour diagnostiquer les maladies ainsi que pour surveiller leur évolution. Il est essentiel que les images produites soient de la plus haute qualité car elles ont une incidence directe sur les résultats des patients. Pour maintenir la qualité, un ensemble de normes pour les images médicales a été développé conjointement par l'American Society of Radiology et la National Electrical Manufacturers Association. Il est désigné sous le nom de normes DICOM, qui signifie Digital Imaging and Communications in Medicine. Les images produites par tout le matériel d'imagerie médicale doivent être conformes aux caractéristiques décrites dans cette norme. De plus, il existe un format spécifique disponible pour stocker et partager les images médicales, appelé format DICOM.
Tous les équipements d'imagerie médicale fabriqués aujourd'hui sont censés être conformes aux normes DICOM. La visualisation des images ainsi produites ne peut pas être effectuée par des programmes d'imagerie ordinaires disponibles sur un PC standard. Un programme spécial d'imagerie médicale diagnostique est requis, connu sous le nom de station de travail DICOM. Pour une utilisation commerciale dans le diagnostic médical, de tels programmes d'imagerie médicale diagnostique doivent être approuvés par la FDA et nécessitent une licence spéciale. Ces mesures garantissent que toute application développée à des fins cliniques est capable de représenter avec précision des images médicales de haute qualité.
Avec l'arrivée de l'imagerie diagnostique médicale numérisée, le besoin de développer des films radiographiques a considérablement diminué. Cependant, les images numériques sont toujours converties en « films » à l'aide d'imprimantes. Les films d'imagerie nécessitent un stockage approprié dans de bonnes conditions pour éviter toute détérioration au fil du temps. La récupération de ces images à partir du stockage peut être un processus long et nécessite un personnel dédié pour la tenue des dossiers.
Le PACS, qui signifie Picture Archiving and Communications System (Système d'archivage et de transmission d'images), supprime le besoin de stockage physique et de récupération des films. Il s'agit essentiellement d'une plateforme pour le stockage virtuel et la récupération d'images médicales. Le PACS permet de gérer d'énormes volumes de données liés aux images médicales. Tout ordinateur connecté à un serveur PACS spécifique est capable de récupérer des images DICOM, de les visualiser et même de les modifier. La dernière innovation a été l'introduction du PACS basé sur le cloud (Cloud PACS), où au lieu d'un stockage local, le PACS est hébergé sur Internet et tout utilisateur connecté à Internet, avec les bons identifiants, peut accéder aux images.
Non seulement le PACS a simplifié le stockage et la récupération, mais il a également fait de la téléradiologie une réalité. Aujourd'hui, les radiologues n'ont pas besoin d'être présents dans la même zone où les images sont acquises. Ils peuvent visualiser des images depuis différents lieux géographiques et fournir leur avis d'expert. Grâce à la téléradiologie, un seul radiologue peut générer des rapports pour des images provenant de plusieurs hôpitaux. Cela permet d'économiser un temps et des ressources précieux, et aide à réduire les coûts de santé.
Avec la disparition du besoin de développement ou d'impression de films, le processus de flux de travail pour l'acquisition et la visualisation des images médicales s'est amélioré. L'imagerie en temps réel est un concept où il n'y a pas de décalage temporel entre l'acquisition des images du patient et leur visualisation par le médecin. Les radiologues peuvent littéralement voir les images pendant que le patient est encore dans le scanner.
L'interprétation plus rapide des images médicales diagnostiques conduit à un diagnostic immédiat, ce qui permet à son tour une intervention médicale rapide. L'imagerie diagnostique médicale en temps réel joue un rôle important dans les urgences. Par exemple, chez les patients traumatisés, les lésions intra-abdominales étaient auparavant déterminées par laparoscopie diagnostique ou lavage péritonéal, deux procédures invasives. Aujourd'hui, cependant, la norme de soins est d'utiliser le FAST (Focused Abdominal Sonography in Trauma), qui utilise une échographie en temps réel pour déterminer rapidement si un patient a subi ou non une lésion intra-abdominal. L'imagerie par ultrasons en temps réel est également utilisée pour surveiller la santé du fœtus in utero et évaluer les paramètres de croissance.
La plupart des systèmes d'imagerie médicale diagnostique sont conçus pour diagnostiquer des anomalies anatomiques ou structurelles. L'imagerie diagnostique médicale moderne, en plus de cela, peut également évaluer les anomalies de la fonction tissulaire et organique. Cela inclut la détection d'anomalies dans les processus physiologiques tels que le métabolisme et le flux sanguin. L'imagerie fonctionnelle est largement réalisée grâce à la médecine nucléaire. La médecine nucléaire est une spécialité de la radiologie qui implique l'injection de molécules « marquées » radioactivement dans le corps. Ces molécules radioactives peuvent être préférentiellement absorbées par des organes spécifiques pour divers processus physiologiques. Après absorption, les organes peuvent émettre des radiations, qui sont captées par des scanners externes comme des « points chauds ». Par exemple, la tomographie par émission de positons (TEP) reflète l'absorption de glucose radiomarqué par les cellules. Les cellules qui ont une activité métabolique accrue, en particulier les cellules cancéreuses, ont tendance à absorber plus de glucose. Cette technique est donc utilisée pour identifier les zones de métastases dans le corps. Une autre technique d'imagerie fonctionnelle est l'utilisation de scintigraphies thyroïdiennes, qui sont utilisées pour détecter l'hyperthyroïdie. Ces scintigraphies dépendent de l'absorption d'iode radioactif par les cellules thyroïdiennes.
La plupart des techniques d'imagerie fonctionnelle, lorsqu'elles sont utilisées seules, peuvent être difficiles à interpréter. C'est parce que bien qu'elles détectent des zones d'activité physiologique anormale, il peut être difficile d'orienter ces zones anatomiquement. Cela peut être surmonté par une technique appelée fusion d'images. Les programmes modernes d'imagerie médicale diagnostique permettent la fusion de deux ou plusieurs techniques de diagnostic. Par exemple, la fusion d'un scanner TEP avec un scanner CT peut aider à identifier s'il y a ou non des métastases, et peut également identifier précisément les zones anatomiques dans lesquelles les métastases se sont produites.
Les techniques de post-traitement font référence aux interventions appliquées aux images médicales diagnostiques après que les images ont été acquises auprès du patient. Les techniques de post-traitement sont généralement effectuées à l'aide d'un programme d'imagerie médicale diagnostique avancé. Elles fournissent au radiologue des informations qui ne sont pas disponibles en regardant simplement les images originales. Certaines des techniques de post-traitement les plus utiles utilisées en imagerie diagnostique médicale sont les suivantes :
Reconstruction 3D : Un inconvénient critique de l'imagerie diagnostique médicale est qu'elle est de nature bidimensionnelle. Néanmoins, la technologie récente permet de visualiser les images comme des objets tridimensionnels, en prenant plusieurs coupes d'images et en les empilant ensemble. Cela permet une meilleure orientation anatomique et est plus facile à interpréter. Cela aide également à comprendre la relation entre diverses structures. Une autre forme de reconstruction 3D est la reconstruction multiplanaire. Dans ce cas, le radiologue peut prendre l'objet 3D, le faire pivoter à volonté et le couper à n'importe quel angle donné, différent des coupes acquises à l'origine. Ces techniques aident le radiologue à visualiser virtuellement la structure anatomique comme s'il la tenait physiquement et la coupait, leur donnant un niveau de précision inégalé.
Projections d'intensité : Ceci est basé sur le principe que différentes structures dans le corps absorberont et refléteront différentes quantités de rayonnement, ce qui se refléterait dans leurs nombres CT. Dans les projections d'intensité maximale (MIP), seules les régions qui ont les nombres CT les plus élevés sont affichées. Le MIP est très utile en angiographie CT, où il aide à distinguer les gros vaisseaux sanguins des autres structures anatomiques. Dans les projections d'intensité minimale (MINIP), seules les régions qui ont les nombres CT les plus bas sont affichées. Le MINIP est extrêmement utile dans les maladies du parenchyme pulmonaire, qui se présentent sous forme de valeurs CT hypo-atténuées. Par exemple, chez les patients atteints de bronchiolite oblitérante constrictive, les changements CT sont extrêmement subtils. L'utilisation du MINIP peut rendre ces changements plus évidents.
L'intelligence artificielle (IA) est un front passionnant qui fait lentement son chemin dans l'imagerie diagnostique médicale. L'intelligence artificielle est la capacité des machines à prendre des décisions cognitives, telles que l'apprentissage et la résolution de problèmes. En alimentant les ordinateurs avec des algorithmes d'apprentissage profond, ils peuvent apprendre à distinguer divers modèles numériques et peuvent ainsi aider au diagnostic. Une équipe de chercheurs de l'Université de Stanford, par exemple, a développé un tel algorithme pour les radiographies thoraciques. Les chercheurs affirment qu'en utilisant cet algorithme, les ordinateurs peuvent reconnaître la présence ou l'absence de pneumonie mieux que les radiologues. L'équipe de radiologie de l'UCSF s'est quant à elle associée à GE pour développer une série d'algorithmes qui peuvent aider à distinguer les radiographies thoraciques normales et anormales. Une autre application médicale, appelée Viz, aide à examiner plusieurs images dans plusieurs bases de données hospitalières pour détecter les obstructions des gros vaisseaux (LVO), qui sont indicatives d'un accident vasculaire cérébral imminent. Si une LVO est détectée, le logiciel peut alerter à la fois le spécialiste des AVC et le médecin traitant du patient pour s'assurer que le patient reçoit un traitement rapide.
Alors que le PACS stocke les images médicales, d'autres informations médicales sont stockées dans différents systèmes. Par exemple, les systèmes d'information hospitaliers (SIH) stockent les informations relatives aux antécédents médicaux du patient, aux détails cliniques et aux examens de laboratoire. Les systèmes d'information radiologique (SIR) gèrent les données d'imagerie en dehors des images réelles, telles que les références, les réquisitions, les détails de facturation et les interprétations. Tous ces systèmes d'information sont distincts les uns des autres. Pourtant, lorsqu'il traite un patient, un médecin doit souvent avoir tous ces détails ensemble à portée de main pour établir un diagnostic et planifier un traitement. L'intégration de tous les systèmes d'information dans un dossier médical unique accessible via un serveur unique peut aider à rationaliser le flux de travail et à améliorer à la fois la précision et le débit.
Augmentation des coûts de santé : Alors que l'imagerie diagnostique médicale continue de progresser, chaque nouveau développement a un coût. Le coût de la technologie elle-même, le coût de la recherche et le coût de la mise en œuvre se reflètent finalement en un seul paramètre : l'augmentation du coût des soins de santé pour le patient. C'est peut-être la raison pour laquelle les pays en développement comptent encore sur l'imagerie par rayons X manuelle et les films développés manuellement pour le diagnostic des maladies de base, et réservent les techniques d'imagerie avancées aux problèmes de santé plus complexes. Néanmoins, si tout le monde doit bénéficier des avancées de l'imagerie diagnostique médicale, des efforts doivent être faits pour maintenir le coût des nouvelles technologies médicales à des niveaux abordables.
Protection des données et de la vie privée des patients : Comme l'imagerie diagnostique médicale repose davantage sur les technologies basées sur le Web, les informations sur les patients sont téléchargées et stockées en ligne. Une protection de base est en place, en ce sens que seuls des comptes d'utilisateurs spécifiques appartenant à des médecins et à des hôpitaux peuvent accéder aux serveurs PACS. Lorsque des images sont exportées à des fins d'enseignement ou de recherche, il existe une option pour anonymiser les données qui pourraient être utilisées pour identifier les patients. Même ainsi, il y a eu des inquiétudes concernant la violation de données et la perte de confidentialité des patients. Il y a un besoin urgent de mesures politiques pour garantir la protection des données d'imagerie médicale sur les serveurs PACS.
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