Liver functional radiomics of gadoxetic acid-enhanced magnetic resonance imaging: A proof-of-concept study
Cette étude de preuve de concept a identifié un ensemble de caractéristiques radiomiques reproductibles et répétables issues de l'IRM rehaussée par l'acide gadoxétique qui sont significativement corrélées avec des indices quantitatifs de la fonction hépatique, établissant ainsi une base pour la recherche future en radiomique liée à la fonction hépatique.
Article original placé dans le domaine public sous CC0 1.0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/). Ceci est une explication générée par l'IA d'un preprint qui n'a pas été évalué par des pairs. Ce n'est pas un avis médical. Ne prenez pas de décisions de santé basées sur ce contenu. Lire la clause de non-responsabilité complète
Avant qu'un chirurgien ne retire une partie du foie d'un patient pour traiter un cancer, il doit savoir exactement quelle quantité de tissu sain restera et à quel point ce tissu restant pourra fonctionner. Le foie est un organe résilient, mais si trop de tissu est prélevé ou si la partie restante est trop faible, le patient s'expose à un risque dangereux d'insuffisance hépatique. Traditionnellement, les médecins se sont appuyés sur des analyses de sang et des mesures globales qui traitent l'ensemble du foie comme une unité unique et uniforme. Cependant, le foie n'est pas uniforme ; sa capacité de travail peut varier considérablement d'une section à l'autre, un peu comme un champ où certaines parcelles d'herbe sont luxuriantes tandis que d'autres sont sèches. Pour planifier une chirurgie en toute sécurité, surtout lorsqu'une section importante doit être retirée, les médecins ont besoin d'un moyen de visualiser ces différences régionales de fonction sans inciser le corps.
Pendant des années, un type spécifique d'imagerie par résonance magnétique, ou IRM, a offert un aperçu de ce paysage caché. Cet examen utilise un colorant spécial qui est naturellement absorbé par les cellules hépatiques saines, les illuminant sur l'image. Bien que les médecins utilisent depuis longtemps cet examen pour mesurer de simples changements de luminosité, une nouvelle approche appelée radiomique est maintenant explorée. La radiomique traite les images médicales non pas seulement comme des images, mais comme de vastes réservoirs de données. Elle utilise des ordinateurs pour extraire des milliers de motifs minuscules et invisibles de l'image, tels que de subtiles variations de texture et de nuance que l'œil humain ne peut voir. La question que les chercheurs se posent est de savoir si ces motifs numériques cachés peuvent nous dire quelque chose de concret sur la manière dont le foie fonctionne réellement.
Dans une étude récente, une équipe de chercheurs a cherché à trouver la réponse en examinant le foie de patients atteints d'un cancer colorectal ayant migré vers le foie. Ils ont recruté dix patients qui devaient subir une chirurgie majeure pour retirer le côté droit de leur foie. Avant l'opération, chaque patient a subi une série de tests. Ils ont reçu le test sanguin standard qui mesure le temps que met un colorant à rester dans le foie, un examen de médecine nucléaire qui suit la fonction hépatique, et l'IRM avec injection d'acide gadoxétique. Les chercheurs se sont concentrés sur deux moments spécifiques lors de l'IRM : le moment juste avant l'injection du colorant et le moment vingt minutes plus tard, lorsque les cellules hépatiques saines ont absorbé le colorant et brillent intensément.
L'équipe a ensuite porté son attention sur les parties non tumorales du foie dans ces images. À l'aide de logiciels spécialisés, ils ont tracé manuellement le contour du tissu hépatique sain sur les scanners. Cette étape était cruciale car l'ordinateur devait savoir exactement quels pixels analyser. Une fois le tissu sain isolé, le logiciel a extrait plus de cent caractéristiques mathématiques différentes à partir des images. Ces caractéristiques décrivaient tout, de la forme globale de la section du foie à la texture complexe des pixels, capturant des détails sur la façon dont les zones claires et sombres étaient disposées et comment elles changeaient entre les deux temps de l'examen.
Parce que ces mesures dépendent d'un traçage humain du foie, les chercheurs ont d'abord dû s'assurer que leur méthode était fiable. Ils ont demandé à deux experts différents de tracer les mêmes images de foie et ont ensuite demandé à un expert de tracer les mêmes images un mois plus tard. Ils ont comparé les résultats pour voir si l'ordinateur trouvait les mêmes motifs à chaque fois. Ils ont constaté que soixante des caractéristiques étaient cohérentes et reproductibles, ce qui signifie que les mesures étaient stables et n'étaient pas simplement du bruit aléatoire. Avec cet ensemble de données fiables en main, ils ont commencé à chercher des connexions.
Les chercheurs ont comparé ces soixante caractéristiques stables aux résultats des autres tests de la fonction hépatique des patients. Ils cherchaient une correspondance, un motif dans l'IRM qui monterait ou descendrait de concert avec les mesures connues de la santé du foie. Ils ont découvert qu'un groupe spécifique de caractéristiques était effectivement lié à la manière dont le foie fonctionnait. Sept caractéristiques provenant du scanner réalisé avant l'absorption du colorant, dix-huit caractéristiques provenant du scanner réalisé après l'absorption du colorant, et vingt caractéristiques mesurant le changement entre les deux examens montraient tous une relation claire avec la fonction hépatique des patients.
Une caractéristique, qui mesurait l'énergie ou l'intensité globale des motifs de pixels, s'est distinguée car elle apparaissait dans les trois groupes. Cela suggère que l'apparence du tissu hépatique sur le scanner, avant et après l'absorption du colorant, contient une signature de sa santé fonctionnelle. L'étude a également révélé que l'observation du changement entre les deux examens fournissait le plus d'informations, avec vingt caractéristiques montrant un lien fort avec la fonction hépatique. Cela implique que le changement dynamique de la façon dont le tissu hépatique gère le colorant est tout aussi important que l'image statique du tissu lui-même.
Les chercheurs ont noté que leurs conclusions sont une première étape, ou une preuve de concept, plutôt qu'une solution finale. L'étude n'a impliqué que dix patients, ce qui est un nombre restreint pour tirer des conclusions générales, et tous présentaient un cancer ayant migré du côlon. L'équipe a explicitement déclaré que leurs résultats doivent être testés sur des groupes de personnes plus larges et chez des patients présentant différents types d'affections hépatiques avant que les médecins ne puissent s'y fier pour des décisions cliniques. Ils ont également reconnu que le processus de traçage manuel du foie est chronophage et que les travaux futurs devraient se concentrer sur l'automatisation de cette étape.
Malgré ces limites, l'étude offre une nouvelle direction prometteuse. Elle démontre que les empreintes numériques cachées au sein d'un scanner IRM standard peuvent être décodées pour révéler des informations sur la santé du foie qui vont au-delà de la simple luminosité. En identifiant ces motifs reproductibles, les chercheurs ont jeté les bases d'un avenir où les médecins pourraient utiliser ces informations dérivées de l'informatique pour mieux prédire la façon dont le foie d'un patient réagira à la chirurgie. Cela pourrait éventuellement conduire à des opérations plus sûres et à des plans de traitement plus personnalisés, garantissant que la bonne quantité de foie est retirée tout en laissant derrière elle un organe sain et fonctionnel.
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