Nous avons ici regardé les lésions en fonction de leur type : périventriculaire,
juxtacorticale, corticale et fosse postérieure avec le cas particulier des trous noirs.
Ce classement correspond à une réalité médicale, car ces différentes catégories
de lésions sont utilisées dans les critères de diagnostic et dans l’observation de
la maladie. Dans le cadre de cette évaluation, la catégorisation de ces lésions a
été effectuée à la main et de manière arbitraire. Il serait intéressant de définir une
caractérisation précise de ces catégories à l’aide de quantificateurs – signal, taille,
position, localisation par rapport à certaines structures cérébrales.
L’automatisa-tion de cette caractérisaL’automatisa-tion permettrait l’extracL’automatisa-tion automatique des critères de
Barkhof, mais aussi de pouvoir explorer de nouveaux algorithmes de
segmenta-tion spécifiques à chaque catégorie : segmenter chaque type de lésion de manière
différente semble indispensable pour obtenir des résultats plus homogènes.
Lésions (manuel) Lésions (auto.)
IRM DP IRM T2 FLAIR
Patient : MCI01
FIG. 8.14 – Il est admis que la segmentation des lésions de SEP en IRM T2 FLAIR
dans la zone sous-tentorielle conduit à l’apparition de faux positifs. La correction
du biais opérée en FLAIR permet de limiter les dégâts, mais le problème est lié à
la modalité elle-même. Les lésions sous-tentorielles doivent donc être segmentées
autrement, à l’aide de l’IRM DP.
Cette étude aura montré que le choix d’algorithmes simples prenant pour base
l’intensité des voxels donne des premiers résultats qui peuvent servir de socle à des
traitements postérieurs. La poursuite d’une telle étude et le perfectionnement de
la chaîne de traitements nécessitent néanmoins une évaluation plus approfondie.
L’intégration de plusieurs experts pour une évaluation de plus grande envergure
est recommandée, tant la pathologie se manifeste de manière diverse en IRM. La
définition d’une méthode précise de segmentation manuelle des lésions de SEP
permettrait de réduire cette variabilité en précisant le problème médical associé
au problème d’analyse d’image.
Regarder uniquement les lésions ne suffit pourtant pas. Pour mieux segmenter
les lésions de SEP, il semble nécessaire de mieux comprendre l’anatomie
céré-brale et le processus d’acquisition IRM. Comme il est expliqué dans le chapitre
8, les artefacts de flux, très importants en IRM T2 FLAIR, gagneraient à être
étu-diés ; une bonne segmentation des ventricules cérébraux permettrait un meilleur
contourage des lésions périventriculaires ; une étude des sillons corticaux et de
l’épaisseur du cortex améliorerait la détection et le contourage des lésions
juxta-corticales et juxta-corticales. Mais cette étude de l’anatomie cérébrale doit se faire en
présence de lésions de sclérose. C’est là toute la difficulté du problème : obtenir
des informations sur la structure générale du cerveau sans être perturbé par ces
hypersignaux de la substance blanche.
D’autres quantificateurs sont enfin à explorer. L’atrophie cérébrale, l’évolution
de la taille des ventricules, la matière blanche d’apparence normale sont autant de
sujets d’étude intéressants et ouverts, avec des applications directes pour la
sclé-rose en plaques, tant pour l’aide au diagnostic que pour le suivi des patients dans
le cadre d’études cliniques. La base de données obtenue grâce au partenariat avec
les docteurs Lebrun et Chanalet au CHU Pasteur à Nice continue d’être renforcée,
et il reste encore beaucoup à faire.
Annexes
9.1 Quantificateurs, biomarqueurs et marqueurs
cli-niques
Lors de la définition de quantificateurs issus de l’imagerie médicale, il est
intéressant de savoir comment définir le travail issu des techniques d’analyse
au-tomatique d’images. Dans [64, 174], une définition des termes majeurs pour les
quantificateurs est proposée. Les termes, définitions et caractéristiques suivantes
furent proposées pour décrire des mesures biologiques dans le développement
thérapeutique.
Biomarqueur : Une caractéristique qui est mesurée objectivement et évaluée
comme un indicateur de processus biologiques normaux, de processus pathogènes
ou de réponse à une prise d’un médicament.
Les biomarqueurs ont une grande valeur dans les évaluations d’efficacité et de
sécurité comme lors d’études in vitro sur des échantillons de tissus, lors d’études
in vivo sur animaux et dans les premières phases d’essais cliniques pour établir une
preuve de fonctionnalité. Les biomarqueurs peuvent avoir d’autres applications
dans la détection de processus pathogènes et le suivi de l’état général du patient.
Ces applications incluent les points suivants.
– Un outil diagnostique pour l’identification des patients ou sujets dont l’état
général laisse présager qu’ils sont malades (forte concentration de glucose
dans le sang pour le diagnostic du diabète, par exemple).
– Un outil pour déterminer le stade actuel de la maladie ou spécification de la
maladie (forte concentration d’un antigène spécifique à la prostate dans le
sang pour le diagnostic d’une extension de la croissance de tumeur ou d’une
métastase).
– Un indicateur pronostique pour une maladie (mesure de réduction de la
taille de la tumeur sur certains cancers).
– Un suivi de la réponse clinique à une intervention externe (taux de
choles-térol afin de déterminer le risque d’une maladie cardio-vasculaire).
Marqueur clinique : Un marqueur clinique est une caractéristique ou variable
qui reflète comment le patient se sent, fonctionne ou survit. Les marqueurs
cli-niques sont des mesures distinctes ou des analyses de caractéristiques spécifiques
à une maladie, observées lors d’une étude ou un test clinique, qui reflètent l’effet
d’une prise médicamenteuse. Les marqueurs cliniques sont la plus crédible des
caractéristiques utilisées pour l’évaluation de la prise d’un médicament en termes
de risque et d’amélioration dans les tests cliniques.
Substitut de marqueur clinique : Un substitut de marqueur clinique est un
biomarqueur conçu pour se substituer à un marqueur clinique. Il est donc sensé
prédire une amélioration clinique (ou une détérioration) basée sur des études
épi-démiologiques, thérapeutiques, psycho-pathologiques ou d’autres preuves
scien-tifiques solides.
Plusieurs remarques sont à faire par rapport à ces définitions. Lors de l’étude
de maladies chroniques, les tests cliniques utilisant des marqueurs cliniques sont
souvent longs, nécessitent un grand nombre de patients et sont donc extrêmement
chers. Les substituts de marqueurs cliniques sont donc un ajout appréciable et
di-minuent de façon significative la longueur et les coûts de ces tests. En outre, les
substituts de marqueurs cliniques sont donc un sous-ensemble des biomarqueurs.
Si ces substituts peuvent être considérés comme des biomarqueurs, très peu de
biomarqueurs atteignent le stade de substitut de marqueur clinique : la plupart des
quantificateurs issus de l’imagerie sont donc “évalués” (évaluation du facteur de
risque) plutôt que “validés” (preuve du pouvoir prédictif). Typiquement,
l’éva-luation de ces biomarqueurs issus de l’imagerie comprend un certain nombre de
points comme la reproductibilité des résultats, une forme d’invariance à un
chan-gement d’échelle (chanchan-gement d’appareil d’acquisition, étude multi-centre, etc.),
la comparaison avec des données plus fiables (histopathologie, par exemple) et
la corrélation avec un marqueur clinique (qui peut potentiellement mener à une
validation et donc à un substitut de marqueur clinique).
Il est intéressant de diviser les biomarqueurs issus de l’imagerie en trois
caté-gories : morphologique, fonctionnel, et moléculaire. Les biomarqueurs
morpho-logiques sont des variables extensives : volume, épaisseur, surface, nombre de
lésions, etc. Il sont typiquement mesurés sur des images de type IRM ou scanner
à l’aide d’une chaîne de traitements à base de segmentation. Les biomarqueurs
fonctionnels sont des variables intensives : présence d’œdème, perfusion, ou
ac-tivation d’une certaine région. En plus d’une segmentation, ces biomarqueurs
nécessitent un regard plus approfondi sur les images qui demande des données
biologiques ou moléculaires, généralement issues des techniques de type
spec-troscopie par résonance magnétique (Magnetic Resonance Spectroscopy, MRS),
tomographie par émission de positons (Positron Emission Tomography, PET),
to-mographie par émission monophotonique (Single Proton Emission Computerized
Tomography, SPECT), ou IRM avec produit de contraste. Les biomarqueurs
molé-culaires sont enfin acquis de manière similaire aux marqueurs fonctionnels, mais
donnent des mesures précises sur un composant spécifique à l’aide des imageries
PET ou SPECT.
En général et particulièrement dans le cadre d’études sur la sclérose en plaques,
les biomarqueurs issus de l’imagerie sont particulièrement utiles dans la phase II
des tests cliniques : le choix des dosages et du patient doit se faire dans des petites
études à court-terme, et les essais en eux-mêmes sont souvent réalisables dans un
petit nombre de centres disposant de technologies avancées.
Dans le document
Segmentation d'IRM cérébrales multi-séquences et application à la sclérose en plaques
(Page 175-181)