Une technique sans rayonnement qui pourrait révolutionner le diagnostic du cancer du sein

La validation clinique d’une technique sans rayonnement, basée sur l’échographie tomographique 3D et le calcul intensif, a commencé, qui pourrait révolutionner le diagnostic du cancer du sein.

Le projet européen QUSTom, qui, sous la coordination du Barcelona Supercomputing Center – Centro Nacional de Supercomputación (BSC-CNS), vise à introduire une nouvelle modalité d’imagerie médicale basée sur les ultrasons tomographiques 3D et le supercalcul, a débuté à l’hôpital Vall d’Universidad. ‘Validation clinique Hébron de Barcelone auprès de patients pour la détection précoce du cancer du sein. Cette nouvelle technique pourrait révolutionner le diagnostic de ce type de tumeurs, puisqu’elle est totalement inoffensive pour les femmes et offre une image beaucoup plus complète d’un point de vue fonctionnel et multiparamétrique.

Dans les semaines à venir, des volontaires seront recrutées pour participer à cette initiative parmi les femmes qui participent au programme de dépistage précoce du cancer du sein de l’hôpital Vall d’Hebron. Contrairement aux appareils à ultrasons traditionnels utilisés en gynécologie, qui fournissent des images en temps réel, cette technologie innovante donne la priorité à une qualité d’image maximale pour améliorer la précision du diagnostic. Il vise non seulement à compléter et à améliorer le diagnostic du cancer du sein, mais aussi à remplacer potentiellement les méthodes de diagnostic actuelles, telles que les mammographies, qui utilisent les rayons X.

Un tomographe informatisé unique au monde

Pour prendre des images, une tomographie informatisée par ultrasons 3D (3D USCT III) sera utilisée, conçue et construite par le

Karlsruhe Institute of Technology (KIT) en Allemagne, l’un des partenaires de QUSTom. C’est le seul appareil complet présentant ces caractéristiques au monde. Avec une ouverture hémisphérique 3D composée de 2 304 transducteurs individuels, agissant comme émetteurs et récepteurs, il est utilisé pour examiner le tissu mammaire à la recherche de changements pathologiques. Le KIT travaille au développement de prototypes supplémentaires, mais le premier à être validé auprès des patients est celui actuellement à Barcelone.

Avant que l’appareil n’atteigne son stade actuel, il a passé avec succès une série de tests de sécurité électrique et par ultrasons supervisés par un laboratoire d’essais de dispositifs médicaux certifié en Allemagne. Une fois toutes les données collectées, elles seront reconstruites à l’aide de l’algorithme d’inversion 3D pleine onde et transformées en images médicales haute résolution grâce à la puissance du supercalculateur MareNostrum5, au BSC, avec le logiciel UBIware développé par FrontWave Imaging, une société dont la création a été promue par le BSC et l’Imperial College London au Royaume-Uni, qui est également le sponsor de la validation clinique. Le projet intègre également des concepts tels que l’imagerie multimodale et la véritable imagerie 3D, représentant une combinaison sans précédent dans l’imagerie du sein par ultrasons.

Jumeau numérique de tissu mammaire simulé dans MareNostrum 5

Grâce au supercalculateur MareNostrum 5, environ 50 000 simulations d’ondes ultrasonores seront réalisées pour chaque image reconstruite. En 2D, ce problème n’est pas très difficile et peut être calculé dans quelques unités de traitement graphique (GPU), dans un cloud conventionnel. En 3D, cependant, le problème devient gigantesque, à tel point que jusqu’à aujourd’hui, personne n’a appliqué les meilleures techniques de reconstruction d’images par simulation à des données 3D telles que celles qui seront utilisées dans cette validation clinique. “Nous serons des pionniers dans ce domaine grâce à l’utilisation de MareNostrum 5. Ce que nous pouvons réaliser en quelques jours au BSC prendrait des années sur un ordinateur normal”, a déclaré Josep de la Puente, chercheur au BSC et coordinateur de QUSTom.

Le chercheur du BSC explique que le projet construit essentiellement un jumeau numérique du tissu mammaire et de l’appareil de mesure par ultrasons. Ce jumeau numérique reproduit toute émission ultrasonore émise par l’appareil physique utilisé par le radiologue. “Par conséquent, nous pouvons acquérir non seulement une image post-traitée, mais aussi une carte tridimensionnelle complète qui détaille les propriétés du tissu dans chaque pixel”, a déclaré De la Puente.

“Ce nouvel outil de diagnostic nous permettra d’offrir une image plus complète d’un point de vue fonctionnel et multiparamétrique, en évitant le recours aux rayonnements ionisants et en améliorant le confort des femmes lors de leur examen radiologique annuel, afin de détecter précocement le cancer du sein”, a souligné Ana María Rodríguez Arana, chef du service de radiologie féminine de l’hôpital Vall d’Hebron et chercheuse principale du groupe d’imagerie médicale moléculaire de l’Institut de recherche de Vall d’Hebron (VHIR).

Inoffensif pour les femmes

Contrairement à d’autres tests tels que les mammographies, la technologie QUSTom n’utilise pas de rayonnement. Le nouvel appareil offre une qualité d’image potentiellement supérieure et un meilleur suivi des tumeurs grâce à l’utilisation des ultrasons et du calcul intensif. L’examen est indolore et plus confortable pour le patient. La technologie a de nombreuses applications, mais peut être particulièrement bénéfique pour les personnes ayant un tissu mammaire dense, qui représentent 40 % des femmes dans le monde, selon la Société espagnole de sénologie et de pathologie mammaire (SESPM).

Pour le développement du projet, le BSC a utilisé son expérience dans la détection et l’analyse des données obtenues dans les problèmes d’ondes mécaniques, afin que les algorithmes utilisés pour obtenir des images médicales s’inspirent d’autres algorithmes utilisés dans des domaines de recherche complètement différents, comme par exemple. l’analyse du sous-sol terrestre.

Comment ça marche

La patiente est placée face contre terre sur un lit, tandis que son sein est immergé dans un récipient rempli d’eau à une température de 36,5 degrés Celsius.

L’échographie est ensuite utilisée pour recueillir les données de chaque sein séparément.

Les données enregistrées sont transférées vers un ordinateur.

L’intervention dure environ 3 minutes par sein.

En quelques heures et après des milliers de simulations, le logiciel utilisé dans le supercalculateur génère des images 3D réelles et de haute qualité, capables de fournir un diagnostic plus précis. Ces images sont prêtes à être analysées par les médecins.

Technologie du projet QUSTom. (Photo : Hôpital Universitaire Vall d’Hebron)

Cancer du sein : le type de tumeur le plus diagnostiqué au monde

Les statistiques de la Société espagnole d’oncologie médicale (SEOM) montrent que le cancer du sein est l’une des tumeurs les plus répandues dans le monde, avec 2,3 millions de femmes diagnostiquées en 2020 et 700 000 décès dus à cette maladie au cours de la même année.

En Espagne, environ 36 395 nouveaux cas de cancer du sein devraient être enregistrés en 2024, selon les données de REDECAN, ce qui représente une légère augmentation par rapport à l’année précédente.

La détection précoce de la maladie joue un rôle essentiel car elle peut augmenter considérablement les taux de survie. Bien que la mammographie soit un outil largement utilisé pour la détection du cancer du sein et ait contribué à sauver de nombreuses vies, il est intéressant de disposer d’une gamme d’options pour les nouvelles technologies non irradiantes pouvant être utilisées pour le diagnostic. (Source : Hôpital Universitaire Vall d’Hebron)