Les défis de l’imagerie médicale

L’imagerie médicale est une discipline vieille d’un siècle, dont les développements spectaculaires ont plusieurs fois révolutionné la pratique médicale depuis que Wilhelm Roentgen a radiographié le squelette de la main de son épouse exposée à un faisceau de rayons X. Depuis cette découverte (dont il est bon de rappeler qu’elle fut accidentelle) d’autres approches diagnostiques des tissus vivants ont vu le jour, telles que l’imagerie isotopique, la tomographie assistée par ordinateur (CT), les ultrasons, la fluoroscopie, la résonance magnétique.

Aujourd’hui, l’imagerie permet non seulement de visualiser chaque organe avec luxe de détails, mais elle donne aussi accès au mode d’action des principales maladies. Elle nous montre de façon saisissante, en trois dimensions et en couleur, les contractions du myocarde ou des coupes de l’abdomen ou du cerveau. On peut suivre le débit d’eau le long des fibres nerveuses ou du sang dans les artères, visualiser des cellules en train de naître ou de mourir au sein d’une tumeur ou des anticorps combattant une infection, pratiquer une coloscopie virtuelle, ou même voir comment s’expriment nos émotions, telles que la peur ou l’amour, à l’intérieur même du cerveau.

Parallèlement les progrès de la biologie, avec entre autres le décryptage du génome humain, ouvrent de formidables perspectives de diagnostic et de thérapie, et motivent la demande pour une technique : l’imagerie moléculaire multimodale. Celle-ci repose à ce jour sur l’imagerie isotopique couplée à l’imagerie X ou par résonnance magnétique qui doit fournir des images de plus en plus précises, et aussi permettre d’analyser et de quantifier les principales fonctions métaboliques au niveau de la cellule. En effet il faut non seulement détecter mais identifier les maladies, estimer leur agressivité, quantifier leur réponse à une thérapie afin de l’optimiser. Il faut aussi assister les chirurgiens, leur permettre de mettre au point leur stratégie opératoire sur des représentations virtuelles du patient et suivre ensuite en temps réel le mouvement de leurs instruments dans l’environnement complexe du corps humain.

Tous ces progrès ne peuvent se développer sans une action volontariste, pluridisciplinaire et coordonnée.

La nouvelle génération d’instruments repose sur des percées significatives résultant de sauts technologiques en physique, sciences des matériaux, optique, électronique, sciences de l’information, tout autant que dans le domaine de la biologie moléculaire et des sciences médicales.

Cette approche doit être aussi dynamique et interactive que possible entre les développeurs de systèmes d’imagerie, physiciens, ingénieurs, informaticiens, chimistes et les utilisateurs, qu’ils soient cliniciens ou biologistes, et ce en partenariat étroit avec les industriels.

L’accent sera mis en particulier sur une nouvelle génération de systèmes d’imagerie moléculaire de haute sensibilité et de très bonne résolution spatiale et temporelle, avec de vraies capacités multimodales, qui permettront d’associer lors d’un même examen : imagerie moléculaire, fonctionnelle et morphologique.

Principe de l’imagerie TEP

Le but est d’accéder de façon précise, rapide et quantitative à une caractérisation de pathologies majeures qui pourra être individuelle par des approches non invasives et à moindre doses. Ceci doit permettre une meilleure prise en charge des patients, tant au niveau du dépistage, du diagnostic que du traitement, avec un impact évident sur leur confort et le coût de ces pathologies pour la société.

Image TEP d’un patient cancéreux avec de multiples métastases

Image TEP-CT d’une tumeur du poumon partiellement nécrosée après traitement
(avec la permission de D. Townsend, UPMC, USA)

Image fusionnée TEP-TDM d’une tumeur vertébrale (avec la permission de D. Townsend, UPMC, USA)

  • Brochure de présentation du projet CERIMED (2005) Nota : de nombreuses informations ont évolué depuis la parution de ce document.