Les Beatles et le premier scan
La patiente qui a été la première personne au monde à mettre sa tête dans le tube d’un tomographe informatique il y a 50 ans a eu beaucoup de chance. L’examen pour suspicion de tumeur cérébrale, qui était courant jusque dans les années 1970, était une torture : le médecin prélevait le liquide céphalo-rachidien du patient par une ponction avec une seringue et injectait de l’air dans sa moelle épinière. Celui-ci devrait ensuite monter lentement dans le cerveau pour donner plus de contraste à l’image radiographique. Pour y parvenir, les patients devaient se retourner et se repositionner encore et encore. Les conséquences : terribles maux de tête, nausées, vomissements et vertiges. La récupération après la procédure prenait généralement plusieurs jours.
Tout cela a été épargné au premier patient. Il est resté dans le tube de l’hôpital Atkinson Morley de Londres pendant 30 minutes, puis son inventeur, l’ingénieur Godfrey Hounsfield, s’est précipité dans son bureau avec les bandes magnétiques obtenues. Il a fallu deux heures et demie pour transformer les données du tomographe en image à l’aide du programme informatique spécialement développé. Et c’était là, un peu pixelisé mais toujours bien visible : un kyste de la taille d’une prune dans le lobe frontal gauche du patient. Hounsfield a photographié l’image crachée par l’ordinateur avec un appareil photo Polaroid et est retourné à l’hôpital. Le chirurgien était ravi après l’opération : « La tumeur ressemblait exactement à celle sur la photo. » Jusqu’à présent, les chirurgiens devaient fouiller plus ou moins aveuglément dans le cerveau de leurs patients. Toute autre méthode permettant de rendre le cerveau visible était obsolète à ce stade.
Nous devons cette technologie révolutionnaire non seulement à l’ingénieur Hounsfield, qui a reçu pour cela le prix Nobel en 1979, mais aussi au groupe le plus célèbre du monde : les Beatles. Leur succès mondial a rapporté de grosses sommes d’argent dans les coffres de leur maison de disques Electric and Musical Industries (EMI), qui non seulement s’est spécialisée dans la musique, mais a également construit des missiles guidés, des ordinateurs et des systèmes radar dans la petite ville de Haynes. Là, grâce aux quatre têtes de champignon, le technicien Hounsfield a eu le luxe de faire preuve de créativité. Le reste relève des antécédents médicaux.
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INFECTION AU CORONAVIRUS En rouge, les zones malades d’un poumon Covid, qui ne se rétablissent souvent que lentement.
Dommages à long terme : poumons Covid en CT
Bientôt, en plus du cerveau, toutes les autres parties du corps ont été découpées à l’aide de rayons X et réassemblées sur ordinateur. «La médecine moderne serait impensable sans tomodensitométrie», déclare Gerlig Widmann, radiologue à Innsbruck. Les scans sont devenus plus précis au fil du temps. Les images des artères coronaires sont désormais si fiables que de nombreux examens par cathéters cardiaques ne sont plus nécessaires.
Pendant la pandémie de Corona, la technologie a une fois de plus prouvé ses énormes avantages. Gerlig Widmann et son équipe de l’Université de médecine d’Innsbruck ont utilisé pour la première fois des scans 3D pour montrer une infection virale des poumons en mouvement rapide. Ils ont scanné les premiers patients Covid d’Ischgl pendant leur séjour à l’hôpital et des semaines plus tard – et ont trouvé des preuves de lésions pulmonaires à long terme. En 2020, vous avez été parmi les premiers chercheurs au monde à souligner la grande importance des thérapies de rééducation pour les patients corona.
CT ou IRM : quelle est la différence ?
Alors que la tomodensitométrie utilise les rayons X, la tomographie par résonance magnétique crée des images transversales à l’aide de champs magnétiques et d’ondes radio. Aujourd’hui, le cerveau et les genoux sont principalement examinés par IRM, car elle permet de montrer les tissus mous, les ligaments, le cartilage et les tissus avec encore plus de précision que la tomodensitométrie.
Cependant, la tomodensitométrie est la méthode de choix pour les fractures osseuses et les diagnostics d’urgence, explique le radiologue Gerlig Widmann. Si une personne entre dans la salle de traumatologie après un grave accident de la route, un scanner corporel complet est d’abord effectué. C’est rapide et clarifie immédiatement les questions les plus importantes : quels membres sont cassés, quels organes sont blessés, le cerveau est-il endommagé ? La tomodensitométrie reste la méthode la plus importante pour le diagnostic des tumeurs ; l’IRM est également utilisée. Cette dernière est particulièrement adaptée à la détection des cancers et des métastases au cerveau et au foie.
La tomodensitométrie est plus confortable pour les patients. Cela se fait en quelques minutes seulement et est presque silencieux, alors que les impulsions magnétiques de l’IRM provoquent de forts bruits de cognement et que vous devez rester longtemps allongé dans le tube. L’exposition aux rayonnements de la tomodensitométrie a diminué depuis l’invention du premier appareil, mais dans une faible mesure, elle ne peut être évitée. En revanche, avec l’IRM, il n’y a pas de rayonnement ionisant.
ÖTZI SOUS LA PEAU La pointe de la flèche a percé l’artère sous-clavière.
Momies, déballées numériquement
Comment est morte Ötzi, la momie glaciaire la plus célèbre du monde ? Les chercheurs ont résolu ce mystère 16 ans après la découverte sensationnelle de l’Ötztal en 1997. La technologie CT avait encore une fois fait un bond en avant en termes de précision, il était donc temps d’intégrer Ötzi dans le tube CT. Résultat : l’homme de la fin du Néolithique s’est vidé de son sang après avoir reçu une balle dans le dos. La pointe de la flèche, toujours logée dans l’épaule d’Ötzi, a touché l’artère sous-clavière. L’image tomodensitométrique a révélé l’ecchymose le long du trajet de la balle et a réfuté la suggestion selon laquelle la pointe de la flèche aurait pu provenir d’une blessure antérieure non mortelle.
La momie d’Amenhotep Ier est légèrement plus jeune qu’Ötzi et enveloppée dans des bandages en tissu. Le pharaon est monté sur le trône en 1525 avant JC, a été découvert par les archéologues en 1881 et n’a jamais été examiné en détail en raison de son intégrité. Mais maintenant, un tomographe informatique a déballé numériquement le roi égyptien pour la première fois. « Il mesurait 1,69 mètre, était circoncis et avait de bonnes dents. Extérieurement, il semble également avoir ressemblé à son père : il avait un menton étroit, un petit nez étroit, des cheveux bouclés et des dents supérieures légèrement saillantes », explique la radiologue Sahar. Saleem de l’Université du Caire. À 35 ans, Amenhotep I avait également dix ans de plus qu’on ne le pensait auparavant. La momie n’a pas révélé la cause du décès, mais elle nous a appris quelque chose sur les événements dramatiques qui ont suivi l’embaumement. Un trou dans la paroi abdominale et des fractures au cou et aux mains témoignent de pilleurs de tombes qui cherchaient des bijoux dans ces endroits. De plus, les prêtres d’Amon réenterrèrent le cercueil 400 ans après la mort du pharaon. Les historiens ont soupçonné à plusieurs reprises les grands prêtres d’avoir également pillé les momies. Cependant, c’est le contraire qui s’est produit ici : « Les nouvelles images CT montrent que les grands prêtres de l’époque ont soigneusement restauré la momie d’Amenhotep et ont laissé des amulettes et des bijoux de valeur sur les morts ou même les ont ajoutés », explique la chercheuse Sahar Saleem.
Médecine légale : sur la trace des auteurs
La tomodensitométrie fait également partie intégrante de la médecine légale moderne. « La tomodensitométrie est une véritable révolution en médecine légale », a déclaré le célèbre médecin légiste allemand Michael Tsokos dans une interview de profil en 2019. Lui et ses collègues examinent à l’avance les cas de polytraumatismes, c’est-à-dire les chutes de grande hauteur, les accidents de train et de circulation, les décès par balle et tous les décès d’enfants, à l’aide du scanner. Il y a deux raisons à cela : Premièrement, cela permet de gagner du temps lors de l’autopsie car on sait par exemple où se trouve un projectile dans le corps. « D’autre part, les résultats sont archivés numériquement avant d’être détruits lors de l’ouverture du corps », explique Tsokos.
Le médecin légiste scanne également les armes du crime potentielles à l’aide du scanner, ce qui a mis derrière les barreaux le « meurtrier énigmatique » en 2012, recherché dans toute l’Europe. Au cours de l’été 2011, des parties du corps couvertes de tatouages ont été retrouvées à plusieurs reprises à Berlin : d’abord le torse, puis les jambes, les bras et enfin la tête gravement pourrie. Après un certain temps, la police a découvert que le mort était un tatoueur autrichien de 25 ans. Il cherchait un emploi à Berlin et rencontra un collègue américain. Il a été vu pour la dernière fois en train de célébrer avec ça. Dans l’appartement de la petite amie de l’Américain, les policiers ont trouvé une hache, deux hachettes, un couteau et un marteau. « À l’aide d’un modèle 3D, nous avons comparé virtuellement les lames et les surfaces scannées avec les blessures au visage et au crâne. Les deux hachettes et le couteau étaient très probablement les instruments du crime. L’Américain a été reconnu coupable », explique Tsokos.
SERPENT AVEC LE CONTENU DE L’ESTOMAC Le serpent au nez crochu a mangé d’abord une salamandre, puis un crapaud.
Animaux et pierres dans le scanner
Manger et être mangé : il y avait deux proies dans l’estomac d’un serpent à nez crochu lorsqu’il a été capturé et tué par un biologiste en tant que spécimen de recherche : une salamandre à moitié digérée et un crapaud fraîchement tué. Depuis 2017, 20 000 vertébrés comme la vipère du Musée d’histoire naturelle de Floride ont été scannés avec les méthodes les plus modernes et collectés dans la base de données oVert (open-vertebrate), accessible gratuitement dans le monde entier. Plus de 80 pour cent de tous les vertébrés connus devraient être archivés en détail et mis à la disposition des chercheurs du monde entier – du squelette au système nerveux en passant par les tissus mous des animaux.
Le Musée d’histoire naturelle de Vienne dispose d’un appareil de microtomographie depuis décembre 2020. Il permet d’observer le fonctionnement interne d’organismes de quelques millimètres seulement, comme les yeux de mouches. Des fossiles et des pierres y sont également scannés : la représentation volumique d’un rubis taillé révèle la qualité de la pierre précieuse, le scan d’une dent de requin préhistorique rend compte de ses « caries primitives ».
PRÉPARATION CHIRURGICALE Tumeur hépatique en jaune, marge de sécurité en jaune clair : toute la zone brune est supprimée, la zone verte reste.
L’avenir : trouver le meilleur traitement contre le cancer
La tomodensitométrie a continué d’évoluer depuis son invention il y a 50 ans, et elle continue de le faire. Les mots à la mode du moment sont l’intelligence artificielle, l’apprentissage profond et la radiomique : ils sont utilisés pour évaluer en outre les tomodensitogrammes. Un exemple : un algorithme spécialement formé est censé détecter bien plus d’informations sur une tumeur hépatique segmentée qu’un médecin ne pourrait jamais le faire. Le logiciel compare l’apparence, la taille, la texture et la densité de l’ulcère avec des millions d’autres images de tumeurs hépatiques et les dossiers médicaux associés. Quelle chimiothérapie les patients présentant une tumeur similaire ont-ils reçu ? Dans quelle mesure cela a-t-il fonctionné, en bien ou en mal ? Existe-t-il d’autres thérapies ayant une chance de succès ? Répondre à de telles questions à l’aide d’un logiciel intelligent n’est pas encore une routine, mais cela devient de plus en plus possible dans la pratique clinique quotidienne, explique le radiologue Gerlig Widmann. « Les prochaines années promettent des jalons pour le traitement personnalisé des tumeurs.
