Scanner à comptage photonique en ostéo-articulaire : qualité d'images et faibles doses délivrées

La tomodensitométrie spectrale à comptage de photons (TDMCP) a fait ses débuts dans la clinique en 2021 après des décennies de développement. En convertissant directement les photons X individuels en un signal électrique, la TDMCP peut réduire la taille des pixels du détecteur et améliorer la résolution spatiale de l'image.

Un fort potentiel pour la qualité d’image et la réduction de dose

Une étude publiée dans la Revue Radiology analyse ses caractéristiques, en termes de qualité d’images et de réduction des doses de rayonnement par rapport à la TDM classique. « De plus, la TDMCP a démontré une bien meilleure efficacité de dose que la tomodensitométrie standard, ce qui permet l'acquisition d'images à ultra haute résolution de grandes zones du corps », précise l'auteur principal de cette étude le Dr Francis Baffour, radiologue diagnostique à la Mayo Clinic à Rochester – Minnesota, USA -.

Ce potentiel d'amélioration de la qualité d'image dans les examens à faible dose du corps entier a inspiré le Dr Baffour et ses collègues à étudier la technologie chez les personnes atteintes de myélome multiple, qui se forme à partir du plasmocyte. Cette maladie osseuse est caractérisée par des zones de lésions lytiques et est présente chez environ 80 % des patients atteints de myélome multiple.

Un modèle de deep learning pour réduire encore le bruit dans les images TDM

L'International Myeloma Working Group recommande classiquement une TDM du corps entier à faible dose pour évaluer la maladie osseuse associée. Mais on en sait beaucoup moins sur la TDMCP pour cette procédure. Le Dr Baffour et ses collègues ont comparé la TDMCP à la TDM classique à faible dose du corps entier chez 27 patients atteints de myélome multiple, dont l'âge médian était de 68 ans. Les patients ont fait l’objet des scanners corps entier avec les deux types de technologies et deux radiologues ont comparé les images.

« Nous avons pensé qu'il s'agissait d'un excellent exemple pour mettre en valeur l'ultra haute résolution de la TDMCP à de faibles doses d’exposition », poursuit le Dr Baffour. Les chercheurs ont également appliqué une technique d'IA de deep learning développée au CT Clinical Innovation Center de la Mayo Clinic pour réduire le bruit dans les images très nettes de TDMCP. Le bruit, en TDM, fait référence à un changement indésirable des valeurs de pixels dans l'image, souvent vaguement défini comme l'apparence granuleuse sur l'imagerie en coupe. Le détecteur de TDMCP avec réduction du bruit par deep learning a montré une amélioration de la visualisation et a détecté plus de lésions par rapport à la TDM conventionnelle.

De nouvelles études à venir pour identifier de nouvelles applications du scanner à comptage photonique

« Nous avons été satisfaits de voir que, non seulement nous pouvions détecter plus clairement les signes radiologiques de l'activité de la maladie du myélome multiple sur la TDMCP, mais aussi, avec des techniques de débruitage par deep learning qui nous ont permis de générer des tranches d'image plus fines, nous avons pu détecter plus de lésions que sur la TDM standard », ajoute le Dr Baffour.

Les chercheurs espèrent désormais mener des études de suivi sur des patients atteints d'états précurseurs du myélome multiple pour voir si la TDMCP détecte des lésions osseuses actives. « Notre enthousiasme en tant que scientifiques et radiologues pour ces résultats découle de notre prise de conscience que ce scanner pourrait faire une différence dans la stadification de la maladie, avoir un impact potentiel sur le choix de la thérapie et, en fin de compte, sur les résultats pour les patients. »

Ils souhaitent également analyser la TDMCP dans d'autres cas où les protocoles à faible dose sont bénéfiques, par exemple chez les enfants ou les femmes enceintes, ainsi que pour les procédures de dépistage. « Des études sont déjà en cours pour déterminer jusqu'à quel point nous pouvons réduire les doses de rayonnement tout en obtenant des images TDM diagnostiques, conclut le Dr Baffour. Nous entrevoyons donc beaucoup de potentiel pour la TDMCP dans les soins cliniques.»

Le Dr Baffour a remercié ses collègues, Cynthia McCollough, Ph.D., et Joel Fletcher, M.D., directeurs du CT Clinical Innovation Center de la Mayo Clinic, pour leur travail dans le développement d'applications cliniques de la TDMCP.