Une approche moins débilitante du diagnostic du cancer
Une nouvelle méthode combine l'imagerie par rayons X et le radar
Les méthodes d'imagerie sont un élément essentiel de la médecine, utilisées dans tous les domaines, du diagnostic au traitement en passant par les examens de suivi. La mammographie à rayons X domine le domaine de la détection précoce du cancer du sein, car elle fournit des images bidimensionnelles rapides et précises. La tomodensitométrie (CT) tridimensionnelle est utilisée pour le diagnostic du cancer, mais comme elle implique de fortes doses de radiation, elle présente des risques pour la santé. Alors que l'exposition annuelle naturelle d'une personne aux rayonnements est d'environ 2,1 millisieverts, une tomodensitométrie thoracique en implique environ trois fois plus. Dans le cadre du projet MultiMed, qui étudie l'imagerie médicale multimodale en 3D, les chercheurs du Fraunhofer mettent au point une méthode qui combine l'imagerie par rayons X et le radar. Cette méthode devrait non seulement améliorer la précision et l'efficacité du diagnostic, du suivi et du traitement des cancers du sein et du poumon, mais aussi alléger le fardeau des patients.
Le radar en médecine : un outsider plein de potentiel
Les radars sont utilisés dans de nombreux domaines : Les aéroports l'utilisent pour surveiller le trafic aérien et les capteurs radar font partie des systèmes d'assistance automobile. En médecine, cependant, cette méthode est restée jusqu'à présent un peu à l'écart. Pourtant, elle peut, elle aussi, fournir des images tridimensionnelles, sans présenter de risques pour la santé. Le radar a certes une résolution plus faible et ne peut pas pénétrer aussi profondément que d'autres méthodes. Mais il fournit des informations matérielles que les autres procédés ne peuvent pas offrir directement. Le radar détecte les différences de permittivité et de conductivité électriques, et peut donc être utilisé pour identifier les changements dans les tissus.
Le défi consiste à combiner les types de mesures prises par les deux méthodes. Les chercheurs développent des méthodes spéciales pour relier les données d'imagerie des deux systèmes. Appelée "co-registering", cette approche permet de mettre en relation spatiale les données radar et les données radiographiques.
Pour améliorer encore la qualité de l'image et visualiser les zones intérieures du corps en trois dimensions à l'aide du radar, les chercheurs travaillent sur de nouveaux algorithmes de reconstruction radar. Cela permettra d'obtenir des images plus nettes et un aperçu plus détaillé des propriétés des tissus.
Parallèlement, la reconstruction par tomodensitométrie à rayons X est également optimisée : Les données radar sont incorporées dans la reconstruction des rayons X pour produire un algorithme de tomodensitométrie multimodale. Cela permet d'améliorer la qualité et le niveau de détail des images tomodensitométriques, de réduire les artefacts perturbateurs et de diminuer l'exposition aux rayonnements.
L'équipe de recherche a déjà développé les premiers fantômes d'imagerie pour tester cette méthode. Ces fantômes sont des modèles artificiels qui simulent de manière réaliste les structures tissulaires et fournissent des signaux appropriés pour les mesures radar et radiographiques.
Objectif : détecter les modifications tissulaires à un stade précoce, de manière précise et avec un faible niveau d'irradiation
Le projet, d'une durée de trois ans, doit aboutir à un système de laboratoire multimodal. Cet environnement d'essai et de développement combinera l'imagerie par tomodensitométrie, les rayons X et l'imagerie radar afin de fournir des analyses plus complètes et plus précises. "La nouvelle approche pourrait permettre de détecter les changements tissulaires à un stade précoce et avec une grande précision, tout en soulageant les patients", explique Victoria Heusinger-Hess, chef de projet à l'Institut Fraunhofer de dynamique à grande vitesse (Ernst-Mach-Institut, EMI).
La Fraunhofer-Gesellschaft finance ce projet de recherche de trois ans. Sous la direction du Fraunhofer EMI, le Fraunhofer Institute for Digital Medicine MEVIS et le Fraunhofer Institute for High Frequency Physics and Radar Techniques FHR sont également impliqués.
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