L'avenir de la visualisation médicale

La visualisation médicale est l'utilisation d'ordinateurs pour créer des images 3D à partir d'ensembles de données d'imagerie médicale. C'est un domaine de la science relativement jeune, s'appuyant fortement sur les progrès de l'informatique pour sa puissance.

Malgré sa jeunesse, ces techniques ont révolutionné la médecine. Une grande partie de la médecine moderne repose sur l'imagerie 3D qui est possible avec les scanners d'imagerie par résonance magnétique et les scanners de tomodensitométrie (CT), qui créent des images 3D à partir de tranches 2D. Presque tous les traitements chirurgicaux et anticancéreux dans le monde développé en dépendent.

Une question intéressante est donc de savoir où la visualisation médicale nous mènera ensuite. Aujourd'hui, Charl Botha du centre médical universitaire de Leiden aux Pays-Bas et quelques amis font un bref tour d'horizon de l'histoire de la visualisation médicale et jettent un éclairage sur l'avenir de ce domaine fascinant.

Le facteur peut-être le plus important dans la visualisation médicale est la façon dont les données sont prises et ici, de nombreuses avancées sont en cours.

Au cours des cinq dernières années, des tomodensitomètres commerciaux sont devenus disponibles et peuvent prendre cinq volumes de 320 coupes en une seule seconde. C'est assez rapide pour faire des vidéos 3D d'un cœur qui bat.

Il existe également diverses nouvelles techniques d'imagerie de diffusion qui révèlent la diffusion de l'eau à travers le corps. C'est important parce que l'eau a tendance à suivre des structures autrement difficiles à imager telles que les faisceaux nerveux et les fibres musculaires. Les images de ces structures ouvrent de nouveaux domaines d'étude importants en neurosciences et en biomécanique.

Ensuite, il y a les techniques d'imagerie qui fonctionnent au niveau des molécules et des gènes. Le grand potentiel de ceux-ci est qu'ils peuvent révéler des processus pathologiques à l'œuvre bien avant qu'ils ne deviennent apparents à plus grande échelle, sous forme de tumeurs par exemple.

Bien entendu, la collecte des données n'est qu'une partie du défi. Le représenter visuellement d'une manière qui permette l'analyse la plus efficace est également extrêmement difficile, mais encore une fois, il y a eu d'énormes progrès.

L'une des plus spectaculaires est la représentation topologique des données médicales, c'est-à-dire montrant les surfaces des objets. Cela permet de voir plus facilement les formes des organes et de planifier des interventions telles que la chirurgie.

De plus, les techniques de traitement d'image les plus récentes permettent l'ajout d'effets d'éclairage réalistes créant des images photo-réalistes. Au-delà, des images hyperréalistes peuvent montrer ce qui se cache sous certaines couches. Les images en haut de cette page en sont des exemples récents.

Ces types d'images sont cruciaux pour la chirurgie reconstructive, mais un énorme défi pour l'avenir et le sujet de nombreuses recherches actuelles, est de créer des images du résultat potentiel des interventions qui montrent le résultat de la chirurgie.

Un autre domaine d'importance croissante est la visualisation d'ensembles de données multi-sujets. L'idée ici est de prendre des images d'une condition particulière à partir de nombreux patients différents et de les combiner de manière à montrer la progression de la maladie ou comment elle varie entre différents groupes de population, par exemple. De toute évidence, les défis ici sont multiples.

La dernière pièce de ce puzzle est la façon dont les médecins voient les images et, encore une fois, cela change rapidement. La technologie à l'origine de ce changement est essentiellement l'iPad.

Il est facile d'oublier que cet appareil n'est arrivé dans les magasins qu'en 2010, pratiquement hier dans la chronologie de la technologie de visualisation médicale. Et pourtant, il a déjà transformé la façon dont de nombreux médecins accèdent et interagissent avec les images, notamment parce qu'il les libère des ordinateurs de bureau.

Bien sûr, il existe divers problèmes de confidentialité, mais il est juste de dire que l'avenir de la visualisation médicale est fermement lié aux appareils de type ardoise.

Un domaine que Botha et co ne couvrent pas dans leur avenir est le coût de ces techniques d'imagerie et la façon dont elles peuvent être rendues moins chères. C'est une omission impardonnable, mais peut-être le reflet de l'étroitesse de la médecine au 21e siècle.

Bon nombre des techniques décrites par Botha et co ne sont disponibles que pour les 1% les plus riches de la population mondiale. Pour les 99 % restants, ces techniques relèvent essentiellement de la science-fiction.

C'est clairement inacceptable. Le plus grand défi de tous est de trouver des moyens de rendre les techniques de visualisation médicale puissantes suffisamment bon marché pour tout le monde.

Réf : arxiv.org/abs/1206.1148 : De l'individu à la population : les défis de la visualisation médicale

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