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Les organes humains en 3D sous les doigts du médecin

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Créé chez Microsoft, un logiciel permet de manipuler des images issues d'un scanner médical avec une souris, voire le module Kinect. L'ordinateur reconnaît lui-même les organes, les isole sur l'image, visualise une lésion ou compare une région précise avec toutes les images de la banque de donnée.

Une zone particulière, par exemple une lésion (ici dans un poumon), peut être mise en évidence par le praticien examinant les images obtenues avec un scanner 3D et visualisées par le logiciel InnerEye. © Microsoft Research

Les scanners médicaux fournissent d'extraordinaires images en trois dimensions, à tel point que les progrès attendus aujourd'hui concernent leur manipulation. Comment les visualiser ? Comment en tirer le meilleur profit ? Au centre de recherche de Microsoft basé à Cambridge, au Royaume-Uni, Antonio Criminisi et son équipe travaillent la question depuis plusieurs années et ont mis au point un système d'imagerie permettant de naviguer au sein d'une représentation du corps humain obtenue par une ou plusieurs séances de scanner.

Le résultat, qui fait l'objet de plusieurs publications et présentations, est un logiciel baptisé InnerEye (l'œil intérieur) dont le fonctionnement évoque le Body Browser de Google, qui, lui, ne montre qu'une femme type.
Une fois récupérées les données du scanner, le logiciel présenté par Antonio Criminisi les affiche sur l'écran d'un ordinateur et permet toutes sortes de manipulations. Les anglophones pourront écouter les explications du chercheur lui-même sur une vidéo mise en ligne sur YouTube.

Le logiciel InnerEye visualise ici différentes vues réalisées à partir d'un examen par un tomographe, ou CT-scan (Computed Tomography). © Microsoft Research

Une aide précieuse pour l'examen

Une fois les images des coupes (donc 2D) à l'écran, une fonction de reconnaissance de formes peut repérer automatiquement les différents organes. Apparemment, il suffit de deux secondes environ pour analyser un scan 3D. Le praticien peut alors cliquer à l'intérieur et à l'extérieur d'une structure pour la sélectionner. Le logiciel l'entoure d'un fin liseré et la repère sur toutes les coupes où elle apparaît. Il pourra, à la demande, la colorer ou l'isoler en faisant disparaître tout le reste. La structure apparaîtra en imagerie 3D et pourra être tournée dans tous les sens pour faciliter l'observation. Un médecin peut ainsi examiner un organe mais aussi une région déterminée, une lésion par exemple.

L'outil sert également à comparer l'aspect d'une région du corps avec des vues déjà obtenues sur d'autres patients. Le praticien sélectionne une zone et lance une recherche pour obtenir une collection d'images centrées sur la même région, avec le même niveau de grossissement. Il pourra aussi éventuellement comparer plusieurs images obtenues à des époques différentes chez le même patient.

Cette capacité à engranger de grandes quantités de données pourrait être mise à profit pour indexer les scans 3D ou d'autres images, comme des radiographies, à l'échelle d'un hôpital.

Avec InnerEye, le praticien peut mettre en évidence différents organes, parmi ceux que le logiciel a su reconnaître lui-même. Ces zones peuvent alors être colorées, tandis que le reste de l'image est atténué voire supprimé. © Microsoft Research

Un logiciel qui apprend

Élaboré avec des équipes médicales, InnerEye repose sur des techniques d'autoapprentissage, une tendance qui doit beaucoup à Leslie Valiant, récemment récompensé par le prix Turing. InnerEye a donc travaillé un peu comme un étudiant, avec des centaines de scans tandis que des médecins lui indiquaient la position et le contour des organes.

Pour faciliter la manipulation des représentations 3D (rotations, zooms...), l'équipe pense à compléter souris et clavier par l'interface Kinect. Analysant la présence et les mouvements des personnes autour de lui, ce boîtier peut en effet servir à commander toutes sortes de choses. L'idée n'est pas nouvelle puisque des chercheurs de l'université de Berne ont réussi à se servir de Kinect pour l’examen de radiographies, dans le cadre du projet Virtopsy, qui veut améliorer les techniques de médecine légale.

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