IRM mammaire : un algorithme pour mieux différentier le silicone des autres tissus

Les implants mammaires en silicone doivent faire l’objet de contrôles à intervalles réguliers afinde détecter précocement des complications telles que la rupture de l'implant ou le lymphome anaplasique à grandes cellules.

Identifier de manière fiable à l’IRM l’eau, la graisse et le silicone

L'IRM est la technologie la plus sensible dans ce cadre, bien qu’il soit difficile de séparer la graisse et le silicone sur les images IRM, car ces matériaux génèrent un signal similaire en raison de leurs fréquences voisines sous le champ magnétique de l modalité. Pour tenter de trouver une solution à ce problème, une équipe de recherche dirigée par le Pr Dimitrios Karampinos, professeur d'imagerie par résonance magnétique expérimentale à la TUM, a développé un nouvel algorithme capable d’identifier de manière fiable l'eau, la graisse et le silicone dans les images d’IRM. Ce travail, qui a fait l'objet d'un article sur la plateforme de l'Institute of Electrical and Electronics Engineers, est basé sur un schéma d'acquisition de données spécialisé codant plusieurs espèces chimiques précédemment proposées par son équipe.

« D'un point de vue technique, il est difficile d'obtenir des informations fiables sur l'eau, la graisse et le silicone simultanément avec une seule analyse, annonce le Pr Karampinos. En collaborant étroitement avec les radiologues de la TUM, nous avons non seulement résolu ce problème d'optimisation complexe d'un point de vue mathématique, mais nous avons également développé une solution qui peut facilement être mise en œuvre dans des modalités d’IRM cliniques et intégrée dans un flux de travail clinique. »

Une nouvelle méthode entièrement automatisée et simple à mettre en œuvre

Ce processus d'imagerie est simple et le traitement des données est entièrement automatisé. Il est destiné à l'imagerie mammaire chez toutes les patientes, avec et sans implants. L'algorithme peut résoudre le problème en utilisant le principe hiérarchique, en créant tout à tour des images d'eau, de graisse et de silicone de haute qualité, puis traite des images de basse résolution en augmentant leur finesse. Mais c’est le traitement selon le principe de Graph-cuts qui optimise le procesus. Pour résoudre le problème complexe de différenciation entre plusieurs espèces chimiques différentes, chaque valeur de l'image IRM 3D est encodée dans un graphe correspondant, l'algorithme identifiant les données eau, graisse ou silicone dans le contexte.

Les procédés mis en œuvre habituellement pour étudier le parenchyme mammaire sont basés sur la suppression du silicone qui reposent sur plusieurs étapes d'étalonnage manuel pouvant être sujettes à erreurs. Les chercheurs remarquent à cet égard que les saignements sont plus difficiles à détecter. « La nouvelle méthode est entièrement automatisée et ne nécessite aucun étalonnage ni formation préalable pour l'opérateur, poursuit le Pr Eva Maria Fallenberg, médecin-chef à l'Institut de radiologie diagnostique et interventionnelle de l'hôpital universitaire rechts der Isar - Munich -. Cela le rend plus robuste et plus fiable que les techniques qui dépendent de la suppression de matériaux. Jusqu'à présent, le nouvel algorithme a montré des résultats fiables même pour différents types d'implants. De plus, l'acquisition de toutes les informations en une seule réduit le temps total de numérisation. Cela améliore le confort de la patiente. »

Des travaux supplémentaires pour étendre le processus à l’étude des tissus non implantés

Après ces premiers résultats prometteurs, le nouveau procédé d'imagerie est maintenant en cours d'évaluation sur une plus grande cohorte de personnes sur des IRM cliniques couramment utilisées dans les hôpitaux. Aucun équipement supplémentaire n'est nécessaire pour adapter la nouvelle méthode, ce qui permettra une mise en œuvre clinique de routine facilitée lorsqu’elle sera validée. À plus long terme, les chercheurs cherchent à savoir si la nouvelle méthode offre des avantages pour évaluer les tissus non implantés, car elle pourrait fournir des informations supplémentaires utiles sur la mesure de la densité du sein et l’évaluation des calcifications mammaires.