Les applications du scanner double énergie en paléontologie

En 2010, un paléontologue travaillant dans le comté de Carter, dans le Montana, a découvert l'un des squelettes de T-Rex les plus complets jamais trouvés. Le squelette fossilisé remonte à environ 68 millions d'années à la fin du Crétacé. Il a été vendu à un banquier d'affaires, qui l'a surnommé « Tristan Otto » avant de le prêter au Museum für Naturkunde Berlin en Allemagne.

Le scanner double énergie pour obtenir des informations tissulaires des fossiles

Le Dr Charlie Hamm, radiologue à l'hôpital universitaire de la Charité à Berlin, et ses collègues ont récemment eu l'occasion d'étudier une partie de la mâchoire inférieure gauche de Tristan Otto. Alors que les études précédentes sur les fossiles reposaient principalement sur l'échantillonnage et l'analyse invasifs, le Dr Hamm et ses collègues ont utilisé la tomodensitomètre (TDM) à double énergie (DECT), capable de générer des rayons X à deux niveaux d'énergie différents pour fournir des informations sur la composition des tissus et les processus pathologiques inaccessibles par TDM à énergie unique.

« Nous avons émis l'hypothèse que la DECT pourrait potentiellement permettre une décomposition quantitative non invasive des matériaux et ainsi aider les paléontologues à caractériser des fossiles uniques », a déclaré le Dr Hamm. La technique a permis aux chercheurs de surmonter les difficultés de scanner une grande partie de la mâchoire inférieure de Tristan Otto appelée le dentaire gauche. Cette zone très dense était particulièrement difficile à visualiser, la TDM étant connue pour générer des artefacts ou de fausses représentations des structures tissulaires lors de l'examen d'objets très denses.

Une lésion de type ostéomyélite tuméfactive sur le T-Rex Tristan Otto

À l'inspection visuelle ainsi qu’à la TDM, le dentaire gauche montrait un épaississement et une masse à sa surface qui s'étendait jusqu'à la racine d'une des dents. La DECT a identifié une accumulation significative de l'élément fluor dans la masse, une image associée à des zones de densité osseuse réduite. La masse et l'accumulation de fluor appuyaient le diagnostic d'ostéomyélite tumefactive. « Bien qu'il s'agisse d'une étude de validation de principe, l'imagerie DECT non invasive, qui fournit des informations structurelles et moléculaires sur des objets fossiles uniques, a le potentiel de répondre à un besoin non satisfait en paléontologie, en évitant la défragmentation ou la destruction », a précisé le Dr Hamm.

« L'approche DECT est prometteuse dans d'autres applications paléontologiques, telles que la détermination de l'âge et la différenciation des os réels des répliques, a ajouté Oliver Hampe, paléontologue des vertébrés du Museum für Naturkunde Berlin. Notre approche expérimentale, qui comprend aussi l'utilisation d'un tomodensitomètre clinique, permettra de larges applications. »

Une approche pluridisciplinaire qui permettra d’affiner les recherches en paléontologie

Le Dr Hamm et ses collègues ont également collaboré avec des paléontologues du Chicago's Field Museum et des collègues du Richard et Loan Hill Department of Biomedical Engineering de l'Université de l'Illinois à Chicago pour effectuer une analyse TDM du célèbre T-Rex « Sue » qui est conservé dans ce musée. « Avec chaque projet, notre réseau de collaboration s'est développé et a évolué pour devenir un véritable groupe multidisciplinaire d'experts en géologie, minéralogie, paléontologie et radiologie, soulignant le potentiel et la pertinence des résultats dans différents domaines scientifiques », a conclu le Dr Hamm.

Les co-auteurs supplémentaires sont Patrick Asbach, M.D., Torsten Diekhoff, M.D., et Lynn Savic, M.D.