L’imagerie novatrice permet de faire un diagnostic chez un patient de 66 millions d'années

Qu’est-il arrivé à Trix ? Anne Schulp, paléontologue et expert des dinosaures à Naturalis, aimerait avoir la réponse. C’est un privilège d'avoir cette femelle de 66 millions d'années à Leiden. Ce Tyrannosaurus rex est l’un des spécimens les mieux préservés au monde. Ce squelette est aussi unique grâce à ses petites vertèbres caudales (C20-C23). Celles-ci ont disparu sur la plupart des fossiles du tyrannosaure et on en sait donc très peu sur la structure interne de ces vertèbres. De plus, une vertèbre (C21) de Trix présente une hyperostose, dont Anne Schulp aimerait connaître l’origine.

Imagerie difficile à cause d’une minéralisation

En raison d’une minéralisation, trois des quatre vertèbres caudales contiennent des structures riches en fer, de la pyrite selon toute vraisemblance. La numérisation relève donc du défi. L’IRM n’est pas envisageable à cause de la pyrite et du faible contraste dans les structures osseuses. Très vite, il s'avère que le scanner classique ne pourra pas non plus aider Anne Schulp. Des artéfacts apparaissent en raison de la forte densité de la pyrite.

Le scanner spectral peut être la solution

Philips a proposé de scanner les quatre vertèbres caudales avec IQon Spectral CT, premier scanner à détecteur spectral au monde, qui affiche plusieurs niveaux de données rétrospectives sur un seul scan à faible dose. Grâce à un logiciel spécial de traitement de l’image, il est possible de reconstruire une image très détaillée.

Le 31 août, les quatre vertèbres caudales ont été analysées à Best. Ce scan visait à déterminer comment l’IQon Spectral CT numérisait les vertèbres caudales du fossile de tyrannosaure par rapport à un scanner classique. 

Moins d’artéfacts de durcissement du faisceau

Le scanner classique à 120 kV montre clairement des artéfacts de durcissement du faisceau dans la région de la colonne vertébrale : des zones plus sombres résultant d’un rayonnement insuffisant. Il n’est donc pas possible d'analyser la structure osseuse. Sur l'image obtenue avec l’IQon Spectral CT à 120 kV, ces zones sombres ont disparu. On voit clairement la structure osseuse Davantage d’informations sont visibles avec le même dosage. 

Comparaison d’un scan classique (à gauche) et d’une image mono-énergétique haute énergie obtenue avec l’IQon Spectral CT (à droite). L'artéfact de durcissement de faisceau visible dans la colonne vertébrale avec un scan classique disparaît dans le résultat obtenu avec l’IQon Spectral CT (ellipse rouge).

Réduction des artéfacts de blooming

Un scanner avec le paramètre optimal à 140 kV pose aussi problème. À cause de la pyrite, qui est bien plus dense que les zones adjacentes, un artéfact de blooming apparaît. En situation clinique, ce genre d'artéfact apparaît souvent lors des examens de l’artériosclérose. Les calcifications étant plus denses que les tissus et le sang environnants, elles ont l'air plus importantes qu’elles ne le sont réellement. Chez Trix, on observe l'artéfact de blooming autour du corps vertébral, si bien qu’on dirait qu’il n’y a pas d’os. Il est donc impossible d’examiner l’hyperostérose de la vertèbre C21, qui se trouve exactement à cet endroit.

L’IQon Spectral CT permet d'éliminer presque complètement l'artéfact de blooming avec des images mono-énergétiques haute énergie. La structure osseuse autour du corps vertébral est à nouveau visible. On peut aussi distinguer la structure des éléments pyriteux.

Comparaison d’un scan classique (à gauche) et d’un color-overlay (Effective-Z) du scanner spectral (à droite).

Quels usages en environnement clinique?

Sur un seul scan à faible dose avec l’IQon Spectral CT, le radiologue obtient des informations bien plus détaillées qu'avec un scanner classique. C’est une solution pour:

1. les patients qui doivent passer d’urgence un examen complet et portent des objets exogènes dans le corps. L’IQon Spectral CT peut corriger le bruit généré par ces objets;
   
   
2. par rapport au scanner classique, l’IQon Spectral CT est neutre au niveau de la dose. Davantage d’informations sont obtenues avec le même dosage;
   
   
3. l’angiographie par tomodensitométrie: avec l’IQon Spectral CT, il est plus facile de dépister l'artériosclérose;
   
   
4. scanner des implants métalliques, des stents, des pacemakers, des implants dentaires, etc. L'évaluation de ces objets et de leur comportement par rapport aux tissus adjacents est plus précise et de meilleure qualité;
   
   
5. les zones plus délicates de l’organisme, comme l'épaule et le bassin, où les paramètres se révèlent parfois sous-optimaux a posteriori. Un radiologue peut toujours consulter les informations spectrales, rendant inutile un scan supplémentaire;
   
   
6. grâce aux informations spectrales complémentaires, il est possible de réduire la quantité de produit de contraste intraveineux pour le patient. 

Déjà une première étape

On ne sait pas encore exactement ce qui est arrivé à Trix, mais Anne Schulp dispose maintenant d’images pour examiner la structure osseuse générale des vertèbres caudales du tyrannosaure. Un orthopédiste résoudra peut-être bientôt ce très vieux « cold case ». 

Julien Milles est Clinical Scientist CT Health Systems chez Philips Benelux. Il était présent lors des examens du tyrannosaure Trix à Best.

« Ce genre d’expérience, cela n’arrive qu’une fois. Je ne connais pas grand monde dans mon domaine qui a déjà pu placer dans son scanner un fossile de 66 millions d'années. La collaboration avec Naturalis est exceptionnelle.

J'ai une formation d’ingénieur en électricité et je suis devenu Clinical Scientist parce que je voulais influer directement sur la société et la vie des gens. Le Clinical Scientist en est capable. L’innovation et les technologies peuvent vraiment faire la différence. Avec l’IQon Spectral CT, nous voulons nous assurer que le premier scan est le bon. Pour les radiologues et les patients, l’examen ne change pas. Il est juste plus efficace. Il est destiné à toutes sortes de patients: en oncologie, en cardiologie, en pneumologie ou des patients qui ont eu un accident. Avec ces derniers, on opère souvent en aveugle, on ne sait pas où se trouvent les lésions. L’idéal est de tout voir en un scan. N’oublions pas que le scanner est un examen effractif. Vous êtes malade, vous avez des symptômes, vous vivez dans l’incertitude et vous devez passer dans un appareil impressionnant. Le radiologue a beau faire de son mieux, le patient reste stressé. C’est donc une belle chose que toutes les informations soient récoltées en un scan et que le patient n'ait pas à revenir pour un examen complémentaire.

L’IQon Spectral CT donne beaucoup plus d’informations sur les structures tissulaires que le scanner classique. Avec le tyrannosaure aussi, un seul scan a suffi. Quand on pense à la complexité de sa structure osseuse, c’est fascinant. L’image est reconstruite en trois dimensions. Pour Trix, nous avons même pu identifier et distinguer par des nuances la structure osseuse avec des versions ‘reminéralisées’ des os d’origine. L’IQon Spectral CT fournit de précieuses informations complémentaires. Nous disons aussi ‘spectral always ON’, c’est la singularité de ce scanner!
 

Les technologies peuvent apporter une réponse aux questions médicales. Dans nos recherches chez Philips, nous voulons trouver les facteurs de risque potentiels. Nous voulons guérir, mais surtout prévenir. Il est donc important que les recherches technologiques et médicales coopèrent. La recherche médicale doit se pencher sur les questions qui doivent être posées et interpréter les résultats, la recherche technologique doit mettre au point de meilleures méthodes. »

Le docteur Anne S. Schulp, chercheur en paléontologie des vertébrés, était présent lors de l’exhumation de Trix dans le Montana. Il l’a préparée, examinée et reconstituée avec des experts américains.

« Ce squelette est très particulier. Les petites vertèbres caudales sont souvent manquantes sur les fossiles du tyrannosaure. Les saprophages s’en sont régalé ou les vertèbres ont disparu avant que la terre ne les recouvre et les fossilise. Les petits éléments de la queue du tyrannosaure sont donc rares, mais Trix présente une queue magnifiquement conservée. Ce dinosaure carnivore a été enfoui dans du grès durant 66 millions d'années. Comme la matière organique a en grande partie disparu, il n’est resté que le squelette et une minéralisation a eu lieu.

On voyait déjà les os au scanner médical classique, mais le dépôt de pyrite floutait l’image, car il absorbait le rayonnement. Il nous fallait donc une autre technique. L’IQon élimine tout le ‘bruit’, nous permettant de bien voir la structure osseuse et sa composition. J'ai d’abord eu une image avec une grosse tache blanche. Puis j'ai pu avoir une image avec tous les détails. C’est fantastique. Grâce à ces scans, nous sommes en mesure d'approfondir le dossier médical de Trix. Il est très difficile de décrire ce qu’on ressent quand on voit ce que personne n'a jamais vu. »