L'imagerie médicale est l'un des domaines de la santé qui connaît la plus forte croissance. Au cours des dernières décennies, elle a évolué pour inclure de multiples modalités d'imagerie, notamment la tomodensitométrie, l'IRM, l'échographie et la médecine nucléaire, pour n'en nommer que quelques-unes. Parallèlement aux progrès réalisés dans le matériel et les appareils utilisés pour générer des images médicales, d'énormes progrès ont été réalisés avec les différents types de logiciels qui traitent ces images.
L'introduction de la norme DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine) a permis de maintenir la qualité des images médicales à un niveau élevé. L'acquisition, le stockage, la récupération et le partage d'images médicales ne peuvent être effectués qu'au format DICOM. Chaque hôpital doit disposer d'une station de travail DICOM dédiée. Avec l'avènement du PACS (Picture Archiving and Communications System), qui est une zone de stockage virtuelle pour les images numériques DICOM, le stockage et la récupération de ces images se sont simplifiés.
Le marché est inondé de différents types de logiciels d'imagerie médicale permettant de visualiser des images DICOM. Cela inclut un logiciel d'imagerie médicale gratuit ainsi que des logiciels haut de gamme pouvant offrir des fonctionnalités plus avancées. Alors que les radiologues s'habituent aux derniers logiciels d'imagerie médicale pour la visualisation et le stockage des images, les fabricants se tournent vers d'autres domaines du flux de travail d'imagerie, en identifiant les problèmes à résoudre et en cherchant s'ils peuvent proposer des solutions innovantes pour ces derniers. Dans cet article, nous passons en revue les différents types de logiciels d'imagerie médicale qui ont été conçus pour ne pas se contenter de visualiser des images médicales DICOM.
Tout logiciel capable d' « analyser » des données obtenues à partir d'images médicales est appelé logiciel d'analyse d'images médicales. L'analyse peut prendre la forme d'une aide au diagnostic, de la comparaison d'images entre patients ou chez le même patient à différents moments afin d'évaluer l'évolution de la maladie et d'évaluer le pronostic. Parallèlement à l'amélioration de la technologie d'imagerie, de grands progrès sont réalisés en ce qui concerne la capacité analytique des logiciels d'imagerie médicale, dans le but de créer un logiciel capable de détecter indépendamment les anomalies cliniques dans les images médicales.
L'analyse est généralement une fonction cognitive réalisée par le radiologue ou le médecin qui visualise l'image médicale. Avec les progrès réalisés dans le domaine des soins de santé, le nombre de scans demandés aux patients a grimpé en flèche. Les résultats des scans médicaux sont aujourd'hui disponibles de manière plus détaillée et en plusieurs sections, ce qui entraîne un plus grand nombre d'images nécessitant un examen. L'interprétation d'un si grand nombre d'images par un radiologue exige non seulement une grande habileté, mais elle est également longue et épuisante. Alors que la charge de travail des radiologues s'est multipliée au fil des ans, l'augmentation du nombre de radiologues formés ne reflète que la moitié de l'augmentation de la charge de travail. Il en résulte une grave pénurie de ressources humaines dans le contexte de la charge de travail en radiologie. Une solution proposée à ce problème est l'utilisation de machines pour interpréter les images médicales et détecter les anomalies.
Les logiciels d'analyse d'images médicales utilisent des algorithmes d'apprentissage profond pour lire et évaluer les images. Il est capable de passer au crible des centaines d'images à la fois et peut donc gérer de grandes charges de travail. Il peut être formé à « signaler » les images dont les résultats sont suspects, ce qui peut accélérer les processus pour les radiologues en ce sens qu'ils n'ont pas besoin de passer en revue toutes les images et de se concentrer uniquement sur celles qui sont signalées.
Aidoc : Aidoc, une société basée à Tel Aviv, a développé un logiciel d'analyse d'images médicales qui fournit une assistance diagnostique pour les tomodensitogrammes corporels complets. L'application analyse les tomodensitogrammes de la tête, du cou, de la poitrine et de l'abdomen et est capable de détecter des anomalies visuelles de haut niveau. Une étude de cas menée par la société a démontré que l'utilisation d'Aidoc a considérablement réduit le délai d'exécution des rapports, en particulier pour les scans de la tête et le cou.
Arterys : Arterys est une société basée à San Francisco qui combine des algorithmes d'IA d'apprentissage profond avec le cloud computing. Il a été démontré que le logiciel d'analyse d'images médicales augmente la vitesse et la précision de l'analyse. Initialement développé pour les IRM cardiaques, Arterys a maintenant développé des applications similaires pour les IRM du foie, les IRM pulmonaires et les mammographies, et aide à identifier les lésions pathologiques dans ces régions.
En fin de compte, les logiciels d'analyse d'images médicales sont aussi bons que les algorithmes informatiques sur lesquels ils sont construits. Un ordinateur ne « voit » rien et ne peut pas penser, et sa sortie est basée sur une série de nombres et d'algorithmes. Les résultats générés sont donc basés sur les algorithmes avec lesquels il a été programmé. Il y a donc beaucoup de place pour l'erreur, car la technologie n'en est qu'à ses balbutiements. Bien que le logiciel d'analyse d'imagerie médicale puisse certainement réduire la charge de travail du radiologue, il n'est pas encore prêt à remplacer complètement le radiologue. Il en est encore à ses balbutiements et n'est pas aussi couramment utilisé que son homologue moins automatisé, le logiciel de traitement d'images médicales.
Les logiciels de traitement d'images médicales transforment essentiellement les images après leur acquisition. Bien que certains groupes considèrent les logiciels de traitement d'images médicales comme faisant partie des logiciels d'analyse d'images médicales, ils ne font pas grand-chose pour analyser les images. Néanmoins, le traitement facilite le travail d'analyse manuelle pour le radiologue. Le traitement d'images médicales est de trois types : la segmentation d'image, l'enregistrement des images et la visualisation d'images.
La segmentation fait référence au processus de division d'une image en petites parties ou segments. Idéalement, ces segments doivent être significatifs, c'est-à-dire que chaque segment doit représenter une structure ou un organe différent.
Le logiciel de segmentation d'images médicales est capable d'exécuter les fonctions suivantes :
Localisation de la région d'intérêt : Le logiciel peut identifier des anomalies dans la région d'intérêt, y compris des tumeurs, des nodules et d'autres pathologies.
Discerner les limites anatomiques : un logiciel de segmentation peut identifier les limites des structures corporelles telles que les vaisseaux sanguins.
Volume de mesure : Un logiciel de segmentation d'images médicales peut être utilisé pour calculer les volumes de structures spécifiques telles que des cavités anatomiques ou des tumeurs. Il est particulièrement utile pour surveiller l'évolution de la taille de la tumeur au cours du traitement.
L'enregistrement des images est un processus qui permet d'aligner correctement les images. Dans cette technique, l'ordinateur se familiarise avec une série d'images « cibles ». Lorsqu'elle reçoit une nouvelle image, cette nouvelle image « source » est transformée pour devenir similaire en alignement avec l'image cible. L'enregistrement d'image peut être réalisé à l'aide de trois méthodes : les modèles de transformation, les fonctions de similarité et les procédures d'optimisation.
Applications de l'enregistrement d'images via un logiciel de traitement d'images médicales :
Fusion d'images : Dans le cadre de la fusion d'images, les données d'images médicales provenant de différentes sources peuvent être fusionnées en un seul ensemble de données. Cela est extrêmement utile pour comprendre la corrélation entre l'anatomie et les processus fonctionnels. Par exemple, les tomodensitogrammes fournissent des informations structurelles, tandis que les tomographies TEP fournissent des informations métaboliques Grâce à la fusion d'images, les deux ensembles d'informations peuvent être obtenus par le biais d'un seul ensemble de données.
Étude des changements au fil du temps : L'enregistrement des images peut être utilisé pour comparer une série d'images au fil du temps. Cela est utile pour évaluer les changements au cours d'une même séance d'imagerie, tels que les mouvements cardiaques ou la fonction respiratoire. Elle peut également être appliquée à des changements à long terme, tels que le suivi de la progression d'une maladie sur quelques années.
Caractérisation des caractéristiques anatomiques : l'enregistrement d'images permet également de comparer des images entre différents sujets d'une population. Cela peut être utilisé pour caractériser les caractéristiques anatomiques d'une population donnée.
Procédures interventionnelles : La chirurgie assistée par ordinateur est rendue possible grâce à l'enregistrement des images. En appliquant la tomodensitométrie préopératoire ou l'image IRM au contexte peropératoire, la chirurgie guidée par l'image devient possible.
Le logiciel de visualisation d'images médicales modifie la façon dont le jeu de données d'origine peut être visualisé. Cela permet d'effectuer des analyses sous différents points de vue. La visualisation consiste essentiellement à explorer des données, à les transformer si nécessaire, puis à les visualiser avec une plus grande profondeur et une plus grande clarté par rapport à l'ensemble de données d'origine. Il existe plusieurs techniques de post-traitement qui permettent de visualiser des images médicales.
Applications de la visualisation d'images via un logiciel de traitement d'images médicales :
Reconstruction 3D : Le logiciel d'imagerie médicale 3D est presque toujours intégré aux logiciels de traitement d'images médicales classiques. La reconstruction 3D implique l'ajout de toutes les sections acquises dans un seul jeu de données et leur combinaison en une seule image. Cela permet aux opérateurs d'interpréter facilement les anomalies grâce à une meilleure orientation anatomique par rapport aux sections individuelles. Le logiciel d'imagerie médicale 3D permet également d'identifier plus rapidement les anomalies. Plus de détails peuvent ensuite être visualisés avec la visualisation 2D si nécessaire.
Visualisation 2D : Il s'agit de l'inverse de la technique de reconstruction 3D. Il peut être utilisé soit pour afficher les données d'imagerie d'origine issues de reconstructions 3D ou 4D, soit pour afficher différentes sections du jeu de données d'origine. Un exemple de visualisation 2D est le reformatage multiplan, qui permet de créer de nouvelles sections à partir de reconstructions 3D et 4D, sur des plans différents des plans d'origine. La MPR trouve une application dans la visualisation de structures curvilignes, y compris le canal rachidien et les vaisseaux sanguins. La plupart des logiciels d'imagerie médicale 3D permettent également la MPR.
L'augmentation simultanée du nombre de patients soumis à une imagerie médicale diagnostique et de la qualité des images médicales acquises, ce qui signifie d'énormes fichiers de données, a conduit à la prise en charge de volumes massifs de données par les centres de santé et les hôpitaux. Le stockage, la récupération et la manipulation de cet énorme volume de données d'imagerie peuvent constituer un défi en soi. Le logiciel de gestion d'images médicales facilite ce processus en organisant et en intégrant de tels ensembles de données.
Le logiciel de gestion d'images médicales se compose d'un serveur PACS qui peut être intégré à une station de travail DICOM standard. Un logiciel standard de gestion d'images médicales doit présenter les caractéristiques suivantes :
Remplace l'archivage physique en stockant tous les ensembles de données d'images médicales numériquement de manière organisée.
Permet aux radiologues d'accéder aux données d'imagerie médicale depuis n'importe quel emplacement géographique et permet à plusieurs utilisateurs de consulter les données en même temps sur différents systèmes.
Permet d'exporter des images vers d'autres formats de fichiers, afin qu'elles puissent être utilisées pour l'enseignement, l'apprentissage ou pour la diffusion d'images par le biais de publications et de sites Web.
Permet l'intégration des données d'images médicales avec les données du patient dans d'autres dossiers, tels que le dossier médical électronique, le système d'information sanitaire et le système d'information radiologique (RIS).
L'un des principaux inconvénients de l'imagerie médicale est l'exposition aux rayonnements. La mesure de la dose de rayonnement impliquée lors de l'acquisition par balayage est désormais possible avec un logiciel de suivi.
Avec l'utilisation croissante du diagnostic et de l'intervention guidés par tomodensitométrie, y compris les scintigraphies basées sur la médecine nucléaire et l'angiographie, il y a eu une augmentation constante de l'exposition des patients et des médecins aux rayonnements. Les organismes statutaires l'ont noté et ont rendu obligatoire le suivi de la quantité de rayonnement que les patients reçoivent et l'inscrivent dans leur dossier médical. Il est également nécessaire de suivre la quantité de radiations auxquelles les médecins sont exposés au cours de leur travail.
Pour faciliter le suivi des doses, plusieurs développeurs de logiciels de gestion d'images médicales ont proposé des solutions. Par exemple, GE propose un programme appelé DoseWatch. Il suit la dose de rayonnement administrée aux patients dans un établissement donné. Les données peuvent être classées en fonction de l'appareil individuel, du protocole ou de l'opérateur, de sorte qu'il soit facile d'identifier les valeurs aberrantes de dose. D'autres applications telles que Sectra proposent un suivi des doses basé sur le Web. Sectra est certifié par l'American College of Radiologists et peut soumettre les données de dose provenant d'un hôpital directement à son registre des indices de dose.
PostDICOM intègre les fonctions du logiciel d'imagerie médicale que nous avons décrites ci-dessus dans un programme riche en fonctionnalités. Il s'agit d'un logiciel sophistiqué de gestion d'images médicales qui permet le stockage et la récupération d'images médicales dans le cloud. PostDICOM est compatible avec de nombreux systèmes d'exploitation, notamment Windows, Linux, Mac OS et Android. Ce logiciel d'imagerie médicale gratuit offre des options de visualisation avancées et est intégré au logiciel de segmentation d'images médicales. Un espace de stockage supplémentaire peut être acheté à un coût minime. Rendez-vous sur postdicom.com pour en savoir plus sur ce logiciel très pratique.
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