Par Kelly Davis

Jusqu'ici, seul un médecin ou un radiologue pouvait facilement déchiffrer les images prénatales d'échographie 2D. Il était difficile voire impossible pour un profane de distinguer la tête, les mains ou les pieds de l'enfant. Une récente avancée dans l'imagerie d'échographie 3D permettra une nette évolution dans ce domaine.

BioMediCom, entreprise implantée à Jérusalem en Israël, a reconnu la nécessité d'améliorer l'imagerie d'échographie et a mis au point la technologie BabyFace™ qui assure la continuité avec les méthodes 2D conventionnelles tout en offrant un accès direct à une représentation volumétrique 3D.

«Les médecins et les radiologues travaillant dans le domaine de l'imagerie diagnostique par échographie ont souligné la nécessité d'offrir aux parents une vue réaliste de leur bébé plutôt que des images 2D difficilement interprétables», explique le Docteur Hillel Rom, qui a dirigé le développement logiciel du projet BabyFace™.

BabyFace™ intègre un capteur d'acquisition de données unique, un logiciel de visualisation 3D avancé et un ordinateur miniature. Le système s'intègre entièrement avec les systèmes d'échographie 2D existants utilisés dans les hôpitaux et les cliniques du monde entier, et n'interfère aucunement dans la procédure d'analyse normale du diagnostic.

Comment cela fonctionne-t-il ? Les images 2D sont acquises directement à partir du système d'échographie classique en utilisant le capteur puis sont transférées au système informatique miniature BabyFace™. Un programme d'analyse de mouvements unique intégré dans le capteur fournit des données positionnelles sur les images 2D ainsi acquises. Ces données permettent une reconstruction volumétrique 3D extrêmement précise et une visualisation de haute qualité par l'intermédiaire du puissant logiciel 3D BabyFace™. L'utilisateur peut voir l'image simultanément en représentations 2D et 3D immédiatement après l'acquisition. Pour obtenir une représentation tri-dimensionnelle d'une zone particulière de l'image 2D, il suffit d'appuyer sur un bouton pour activer l'interface utilisateur du système BabyFace™.

« Les images 2D sont acquises par l'intermédiaire de la sortie vidéo du scanner ultrasons, puis capturées par une carte d'acquisition d'images dans l'ordinateur miniature,» explique le docteur Rom. «Parallèlement à l'acquisition, des données positionnelles sur l'orientation relative des images sont transférées du capteur à l'ordinateur. Ces données sont synchronisées dans l'ordinateur au moyen de notre logiciel, qui effectue une reconstruction volumétrique 3D précise.»

«Matrox 4Sight fournit une solution intégrée en utilisant tous les composants requis, à savoir le processeur, la carte graphique embarquée, la sortie vidéo et la carte d'acquisition d'images Meteor-II, dans un boîtier robuste extrêmement compact (21 cm x 18,5 cm). Ceci nous a permis de créer un système virtuellement adaptable à n'importe quel système d'échographie,» précise le docteur Rom.

«En raison des phénomènes physiques associés au processus, les images d'échographie comportent un niveau de bruit important prenant la forme d'une multitudes de marbrures. Les techniques de traitement d'images traditionnelles ont tendance à s'avérer peu performantes sur une imagerie d'échographie. Nos outils de segmentation uniques peuvent éliminer la nature marbrée des images et isoler des tissus ou organes spécifiques des éléments avoisinants», déclare le Docteur Soferman.

«Notre approche algorithmique unique de segmentation précise repose initialement sur la détection des bords. En améliorant le tracé des bords de la zone concernée, un sous-ensemble de segments déconnectés multiples peut être sélectionné et connecté pour former un contour optimal continu. Lors de la formation de ce contour, l'algorithme est également guidé par une entrée du médecin» explique le Docteur Soferman.

«La segmentation est rapide et efficace : les images 128x128 pixels sont segmentées à la vitesse de 10 images par seconde, les images 256x256 à un rythme de trois images par seconde. Les algorithmes de segmentation se sont avérés d'excellente qualité, permettant par exemple de combler l'absence de certaines parties de la zone concernée dans le contour de sortie.»

«Pour obtenir une visualisation rapide de haute qualité, une approche classique de projection des rayons est employée. Les rayons sont projetés du point de vue à travers le plan image dans le volume 3D, cumulant ainsi les valeurs de voxel fournies par le rayon», explique le Docteur Soferman.

«Pour accélérer le processus, les rayons sont dans un premier temps intersectés par un cadre entourant le fœtus. A partir du point d'intersection, un traitement le long du rayon est effectué jusqu'à ce qu'un voxel présentant des valeurs dépassant le seuil d'interprétation utilisateur soit rencontré. En raison du bruit caractérisant les images d'échographie, le traitement se poursuit à partir de ce premier voxel, cumulant les valeurs de tous les voxels ainsi rencontrés. Le cumul est effectué en utilisant un système de pondération qui évalue la valeur de transparence de chaque voxel. Le traitementprend fin dès qu'un niveau spécifique d'opacité est atteint. Enfin, la valeur cumulée est utilisée pour obtenir une couleur du pixel à partir d'une table de correspondances prédéfinies, et de là le contour résultant de l'image 3D finale» précise-t-il.

«Nos projets immédiats consistent à ajouter des fonctionnalités de mesure dans BabyFace™. Ceci pourrait s'avérer important dans de nombreuses applicationsmédicales» déclare le Dr Rom. «D'autres applications touchant les domaines de la cardiologie et de la radiologie générale, basées sur BabyFace™, suivront au cours des prochaines années.»

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