Détecter plus t?t le cancer du sein gr?ce à la radiographie 3D
Une équipe de recherche de l'ETH Zurich et de l'Institut Paul Scherrer (PSI), en collaboration avec l'H?pital cantonal de Baden et l'H?pital universitaire de Zurich, veut améliorer un procédé de diagnostic du cancer du sein.
En bref
- Des chercheurs de l'ETH Zurich, de l'Institut Paul Scherrer (PSI), de l'H?pital cantonal de Baden et de l'H?pital universitaire de Zurich ont franchi une étape importante sur la voie d'un meilleur dépistage du cancer du sein.
- Ils ont démontré qu'un nouveau type de tomographie assistée par ordinateur à rayons X 3D permet de détecter plus t?t les tumeurs du sein que la tomographie assistée par ordinateur conventionnelle.
- La nouvelle tomographie informatisée par interférométrie en réseau surpasse nettement la méthode traditionnelle en termes de résolution et de contraste. Cela peut augmenter les chances de guérison des femmes concernées.
En 2020, le cancer du sein était le type de cancer le plus fréquemment diagnostiqué dans le monde, avec plus de deux millions de cas. Chez les femmes, il représente environ un quart des cas de cancer et est responsable de 15,5 % des décès liés au cancer. Plus le diagnostic est précoce et plus le traitement adapté peut être mis en place, plus les chances de survie sont élevées. C'est pourquoi les chercheurs du monde entier travaillent à l'amélioration de ce diagnostic précoce.
Une équipe de chercheurs de l'Institut Paul Scherrer (PSI), de l'EPF Zurich, de l'H?pital cantonal de Baden (KSB) et de l'H?pital universitaire de Zurich (USZ) a réussi à perfectionner le procédé de détection précoce des tumeurs de manière à obtenir des résultats nettement plus fiables et moins désagréables pour les patientes. Pour ce faire, les chercheurs ont élargi la tomodensitométrie (CT) traditionnelle de manière à améliorer nettement la résolution des images tout en conservant la même dose de rayonnement.
Par exemple, les petits dép?ts de calcaire, appelés microcalcifications, qui indiquent un cancer du sein, sont potentiellement détectables plus t?t que jusqu'à présent. Cela pourrait augmenter les chances de guérison des femmes concernées. Selon les experts, le procédé basé sur le contraste de phase des rayons X pourrait rapidement être utilisé en clinique. "Il nous faut encore un peu de temps", déclare Marco Stampanoni, chef de groupe de recherche au PSI et professeur d'imagerie radiologique à l'ETH Zurich. "Mais avec notre travail, nous avons franchi une étape importante sur cette voie".
Quelle est l'efficacité de la mammographie ?
Une détection précoce plus précise des tumeurs est une étape importante dans la lutte contre le cancer du sein. Actuellement, les programmes de dépistage par mammographie servent d'outil de prévention dans de nombreux pays industrialisés. Mais l'efficacité de la mammographie est controversée.
Des études de contr?le ont constaté que seuls 46 pour cent des cas suspects détectés lors du dépistage étaient en fait des cas de cancer. Une fausse alerte peut peser lourdement sur les personnes concernées, car il peut s'écouler deux à trois semaines avant que le résultat de la biopsie ne lève l'alerte. En outre, selon des études, la mammographie passe à c?té de 22 % des cas réels, ce qui rassure faussement les personnes concernées. C'est d'autant plus grave que l'on perd un temps précieux pour la thérapie.
La raison des faiblesses mentionnées est que même les spécialistes ont du mal à interpréter les images de mammographie. Le tissu mou du sein n'offre qu'un contraste limité lors de la radiographie. De plus, l'intérieur compliqué du sein reste souvent flou lors d'une radioscopie bidimensionnelle. Pour être accessible à l'examen radiographique, le sein doit être fortement comprimé. Les patientes trouvent cela parfois désagréable, voire douloureux, ce qui explique pourquoi certaines femmes ne se rendent pas au dépistage.
La radiographie tridimensionnelle apporte des avantages
Avec le contraste de phase des rayons X, les chercheurs élargissent le diagnostic des tumeurs avec des informations physiques supplémentaires. En d'autres termes, ils utilisent pour la création de l'image des informations qui ne sont pas prises en compte dans la radiographie conventionnelle. Il s'agit des signaux générés par la réfraction et la diffusion des rayons sur les tissus biologiques.
En effet, les rayons X ne sont pas seulement atténués, mais aussi réfractés et diffractés lorsqu'ils traversent des structures de densité différente. Ces informations permettent d'améliorer le contraste des images et leur résolution, et d'identifier plus facilement les objets les plus petits.
Les chercheurs du PSI, de l'ETH, du KSB et de l'USZ utilisent une méthode bien connue en métrologie physique : l'interférométrie de grille (en anglais : Grating-Interferometry, en abrégé : GI). Les rayons X ne traversent pas seulement l'objet à examiner, mais aussi trois grilles dont les lignes sont espacées de quelques micromètres, ce qui permet de visualiser les informations supplémentaires. Dans la revue spécialisée Optica le groupe de travail de Stampanoni a publié plusieurs images qui démontrent clairement les avantages de la tomographie assistée par ordinateur GI en termes de résolution et de contraste par rapport à la radiographie traditionnelle.
Les rayons X nécessaires peuvent être générés à l'aide d'une source de rayons X conventionnelle et correspondent à peu près à la dose de rayonnement que l'on rencontre également lors des tomographies informatisées conventionnelles du sein. "Notre objectif est de réduire la dose de deux à trois fois, tout en conservant la même résolution, ou d'augmenter la résolution de 18 à 45 pour cent - dans les deux cas par rapport à la radiographie conventionnelle", explique le physicien Micha? Rawlik, premier auteur de la publication et membre de l'équipe de recherche autour de Stampanoni.
Plus de confort pour le dépistage du cancer
Sous réserve de l'admission de Swissmedic, les chercheurs prévoient de lancer des essais cliniques en collaboration avec leurs partenaires cliniques USZ et KSB d'ici fin 2024. D'ici là, un prototype de l'appareil nécessaire à cet effet devrait être opérationnel et permettre d'examiner des patientes pour la première fois. Selon Stampanoni, les chercheurs prévoient une durée de projet d'un à deux ans pour ces séries de tests. "Si tout se déroule comme prévu, le développement d'un appareil commercial et des études dans des cliniques sélectionnées pourront commencer", précise le chercheur.
Le nouveau développement devrait également améliorer considérablement le confort de la méthode de dépistage. L'appareil sera con?u de manière à ce que la patiente repose sur le ventre sur une table avec des évidements au niveau des seins. En dessous et à l'abri de la patiente se trouve le tomographe, dont le dispositif de mesure tourne autour des seins et crée une image tridimensionnelle.
"Gr?ce au contraste de phase des rayons X, il est possible de visualiser de fins détails tissulaires", ajoute Rahel Kubik-Huch, directrice du département des services médicaux du KSB et médecin-chef en radiologie, qui participe à ce travail de recherche. "Ce projet translationnel vise à explorer le potentiel de cette technique dans le dépistage précoce du cancer du sein. Le KSB est très intéressé par la poursuite de la coopération en matière de recherche avec le PSI et l'ETH Zurich. L'espoir est que nos patientes puissent un jour profiter de ces progrès. "hh
Il s'agit d'une version légèrement modifiée d'un page externeCommuniqué de presse, publié par l'Institut Paul Scherrer (PSI). Werner Siefer est journaliste indépendant et auteur de livres spécialisés.
Référence bibliographique
Rawlik, M et al. Increased dose efficiency of breast CT with grating interferometry. Optica, 18.07.2023. DOI : page externe10.1364/OPTICA.487795