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Lorsque vous entendez le terme « imagerie médicale », la première image qui vous vient à l'esprit est celle d'une radiographie, ou rayons X comme on l'appelle plus communément. Bien que les radiographies soient la méthode d'imagerie médicale la plus ancienne et encore la plus fréquemment employée, ce domaine scientifique intrigant et innovant offre aujourd'hui bien plus. Dans cet article, nous tenterons de passer en revue l'état actuel des choses et les dernières avancées en technologie d'imagerie médicale, ainsi que de délimiter les domaines où des percées majeures sont attendues dans un avenir proche.
Le terme « technologie d'imagerie médicale » a une définition large et englobe toute technique qui aide les professionnels de la santé 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 de maladies, à la planification du traitement, à l'exécution du traitement (par exemple, par intervention guidée par l'image), ainsi qu'au suivi et à la surveillance.
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Aujourd'hui, l'imagerie médicale fait partie intégrante du diagnostic et de la prise en charge des maladies. La forme la plus ancienne d'imagerie médicale diagnostique était l'unité de rayons X, introduite par Roentgen en 1895. Depuis lors, l'imagerie radiographique a parcouru un long chemin, et les rayons X traditionnels sont rapidement remplacés par la tomodensitométrie (TDM), qui combine la puissance du traitement informatique avec l'imagerie par rayons X. Les scanners TDM prennent des images dans trois plans différents. La technologie TDM elle-même a subi des améliorations au fil des ans. L'épaisseur des coupes d'image a été réduite et la TDM hélicoïdale est arrivée, ce qui réduit considérablement le temps d'acquisition des images.
L'Imagerie par résonance magnétique (IRM) a émergé à la fin du XXe siècle, à une époque où les inquiétudes concernant l'exposition aux radiations lors de l'imagerie médicale étaient à leur apogée. Ce système d'imagerie utilise des champs magnétiques naturels pour acquérir des images des structures internes du corps. Bien qu'initialement l'IRM ait eu une utilisation diagnostique limitée, les améliorations apportées aux équipements lui ont permis de devenir la modalité d'imagerie de choix pour les tissus mous et les structures vasculaires. Les nouvelles machines IRM sont des appareils compacts et ouverts qui ne rendent plus les patients claustrophobes.
L'échographie est une autre modalité d'imagerie qui n'emploie pas de radiation. Elle utilise des ondes sonores réfléchies pour dresser un tableau des organes internes. Un avantage majeur de l'échographie est sa portabilité. Elle a gagné une application médicale généralisée, telle que pour les examens au chevet du patient, l'étude des structures vasculaires et en obstétrique pour évaluer la santé fœtale.
D'autres techniques d'imagerie médicale avancées ont exploité la puissance des radio-isotopes nucléaires. La tomographie par émission de positons (TEP) permet aux molécules radiomarquées, telles que le glucose, d'être absorbées par les tissus corporels. Elles sont ensuite détectées par des capteurs et leur distribution donne des indices pour le diagnostic. L'introduction de produits de contraste a conduit à une imagerie spécifique au site, telle que l'angio-TDM. Le matériel radiomarqué est injecté dans la circulation sanguine et les structures vasculaires peuvent être facilement visualisées. Cela aide à identifier les anomalies vasculaires et les saignements. Les molécules radiomarquées peuvent également être absorbées par certains tissus, ce qui aide à affiner un diagnostic. Par exemple, le technétium-99 est utilisé dans la scintigraphie osseuse et l'iode-131 est utilisé pour étudier le tissu thyroïdien. 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.
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. Il y a eu une emphase toujours croissante sur le post-traitement et de 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 d'informations et de connaissances à partir du même ensemble de données.
Avec les différents types d'appareils d'imagerie employés aujourd'hui et les données uniques qu'ils produisent, l'intégration et la facilité de collaboration sont d'un intérêt capital pour les établissements 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. Un développement majeur à cet égard a été l'introduction du PACS (Système d'archivage et de transmission d'images). C'est une plateforme qui permet le stockage intégré et la visualisation d'images médicales provenant de divers appareils et systèmes. Dans le serveur PACS, les images sont principalement stockées au format DICOM (Imagerie numérique et communications en médecine).
DICOM est une norme développée par l'American College of Radiologists. Toutes les images, y compris les tomodensitométries, les IRM, les échographies et les TEP, doivent être stockées, récupérées et partagées uniquement au format DICOM. Le format DICOM intègre les détails du patient dans l'image pour minimiser les erreurs de diagnostic. Un certain nombre d'applications de visualisation DICOM sont disponibles sur le marché, et chacune possède une gamme différente de fonctionnalités qui aident les cliniciens dans le diagnostic et la planification du traitement.
Une autre ramification de la reconstruction 3D est la reconstruction multiplanaire (MPR). La MPR est le processus d'obtention de nouvelles coupes d'images à partir du modèle reconstruit en 3D. Les nouvelles coupes sont dans des plans différents de ceux des coupes acquises à l'origine. Cela devient particulièrement utile pour suivre le parcours de structures majeures telles que l'aorte.
Les logiciels d'imagerie d'aujourd'hui disposent de multiples fonctionnalités pour aider les professionnels de la santé à étudier leur région d'intérêt en détail. L'une de ces fonctionnalités est la projection d'intensité. Les cliniciens peuvent choisir d'éditer l'image d'une zone reconstruite en n'affichant que les valeurs TDM maximales ou minimales. Celles-ci sont appelées respectivement les projections d'intensité maximale et minimale (MIP et MinIP). Elles augmentent le contraste entre la zone d'intérêt et les tissus normaux environnants.
La technologie de reconstruction 3D n'est pas encore aussi précise que nous le souhaiterions, et certains médecins préfèrent parcourir plusieurs sections 2D pour éviter les erreurs. Un développement intéressant dans ce domaine est l'imagerie 3D « réelle ». 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 virtuellement faire pivoter la structure, couper des sections transversales et identifier des repères anatomiques vitaux. Un tel outil pourrait devenir indispensable pour la planification des chirurgies à l'avenir.
Un outil d'imagerie médicale avancé appelé fusion d'images est disponible dans de nombreuses applications DICOM. Il permet la fusion de deux ou plusieurs ensembles de données d'imagerie en un seul fichier. Cela peut 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 TEP/TDM et TEP/IRM, qui combinent les avantages de la TEP, de la tomodensitométrie et de l'IRM. La TEP aide à identifier et à localiser la zone d'intérêt (généralement une zone maligne ou enflammée). La TDM fournit d'excellents détails anatomiques sur l'étendue de la lésion ainsi que sur les plans tissulaires impliqués. L'IRM aide à obtenir une résolution des tissus mous. Lorsqu'elles sont combinées, il y a une augmentation remarquable de la sensibilité et de la spécificité des examens d'imagerie diagnostique.
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. Le décalage provient du temps nécessaire pour traiter et préparer l'image, la présenter au radiologue, puis pour que le radiologue visualise chaque section de l'image et applique ses connaissances pour l'interpréter. Ce décalage peut avoir un impact significatif sur les résultats cliniques, en particulier dans les situations d'urgence telles que les traumatismes, où le temps est compté.
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 l'interprétation est minime, voire inexistant. Les cliniciens peuvent visualiser les images sur un écran alors que le patient est encore dans l'unité d'imagerie. Cela réduit non seulement le décalage, mais offre l'avantage supplémentaire de visualiser les systèmes corporels au travail 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 rechercher les causes possibles de dysphagie. De même, les mouvements fœtaux peuvent être vus en temps réel avec l'échographie. La puissance de l'imagerie en temps réel permet aux chirurgiens de prendre des décisions en peropératoire.
L'intelligence artificielle (IA) fait référence à la capacité des machines à simuler l'intelligence humaine. Cela s'applique principalement aux 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 des anomalies dans les tissus humains, aidant ainsi au diagnostic des maladies et au suivi de leur traitement. Il existe trois façons dont l'IA peut aider les radiologues. L'IA peut passer au crible 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 des examens d'imagerie antérieurs à partir du dossier médical électronique (DME) d'un patient, puis les comparer aux derniers résultats d'examen du patient. D'autres aspects du DME du patient, tels que tout antécédent médical pertinent, peuvent également être récupérés et utilisés pour faciliter le diagnostic.
Plusieurs entreprises ont réussi à intégrer l'IA dans les systèmes d'imagerie, mais aucune d'entre elles 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 présentant des occlusions des gros vaisseaux. Le logiciel est capable de passer au crible plusieurs images à travers plusieurs bases de données hospitalières pour détecter ces occlusions. Si une occlusion 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. Pour une maladie où le temps est critique comme l'AVC, cela a pour effet d'améliorer considérablement les résultats et de réduire la charge financière sur le système de santé.
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Les progrès rapides de la technologie d'imagerie et l'utilisation omniprésente des images médicales dans les soins de santé ont créé une urgence à trouver des moyens innovants de stocker et de partager les données d'imagerie médicale. Dans ce contexte, la technologie cloud a émergé comme l'un des principaux déterminants de l'avenir de la technologie d'imagerie médicale. La technologie cloud permet le stockage et le partage de données indépendamment de la situation géographique à l'aide d'Internet. Les applications d'imagerie médicale basées sur le cloud facilitent le stockage et la récupération de fichiers d'imagerie au format DICOM. Elles augmentent l'efficacité et diminuent les coûts. Les professionnels de la santé peuvent collaborer sur des données d'imagerie médicale du monde entier. Le résultat final est de meilleurs résultats de santé pour les 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 maillon à une chaîne physique existante. Les images disponibles sur le cloud peuvent être ajoutées à une blockchain, ce qui rend les informations médicales du patient accessibles à tout médecin n'importe où dans le monde.
PostDICOM combine le meilleur des dernières technologies d'imagerie médicale. C'est l'une des rares applications de visualisation DICOM basées sur le cloud disponibles. Les fichiers DICOM stockés sur le serveur Cloud PACS sont sécurisés par un cryptage SSL. PostDICOM intègre la technologie d'imagerie médicale 3D et offre des fonctionnalités 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 consultés avec l'application. Elle est compatible avec tous les principaux systèmes d'exploitation (Windows, Mac OS, Linux) et est accessible depuis les ordinateurs portables, les tablettes et les smartphones. Mieux encore, pour les utilisateurs basiques, il est absolument gratuit d'essayer l'espace de stockage cloud.
