Lien de la note Hackmd
- Histoire de l’imagerie medicale
- Formats, problemes et interet
Histoire de l’imagerie medicale
Quelle medecine a l’eqoque prehistorique ?
Pas d’IRM ou de radio, mais deja des notions de medecine a l’ecole (bah oui, on etait deja malade a l’epoque…)
- Pathologies de l’epoque
- caries
- fractures
- maladies virales et bacterienne
- migraines
- etc.
- Notions de soins par les plantes
- Usage externe et interne
- Grosse influence des coyances/spiritualites
- Role important du Chaman
A l’epoque, on avait l’ecorce de saule, cad l’aspirine
L’observation est la premiere source de savoir.
Des connaissances plus poussees qu’on ne le pense…
- Maitrise de coutures et tests de soins dentaires
- Maitrise des notions de fractures
- Ateles en bois et immobilisation du membre
- Notions de “chirurgie”
- Survie aux trepanations (meme si leur raison reste flou)
- Trepanations: trou dans le crane
Le trou est “lisse”, cad que la personne est restee en vie assez longtemps pour que ca cicatrise
La transmission des savoirs se fait de generations en generations
La medecine durant l’antiquite
Mesopotamie
1750 avant JC: texte de loi sur la medecine et la chirurgie:
- Mise en place de protocole medical d’auscultation en melant medecine et religion (“douleur ? mensonge ?” etc.)
- On sait analyser l’halene, l’urine, prendre le pouls et la temperature
- On ne sait pas encore le role du coeur
- Avec l’urine on detecte le diabete
- Urine sucree (pour certains types de diabete)
- La creation du Fanta
- Remedes a la base de prieres et de plantes (sirops, onguent, etc.)
- On sait soigner les fractures: ateles et chirurgie
Partage du savoir avec un bibliotheque regroupant tous les ecrits medicaux
Par contre, se faire soigner coute tres cher !
Egypte
Le papyrus Edwin Smith, 1500 avant JC, est le premier document ecrit parlant de traitement chirurgicaux (fractures, plaies, ecrasements, etc.)
- Il s’agirait en realite d’une copie
- Aspect pratique des traumatismes: sans le cote magique !
750-332 avant JC, la medecine redevient religieuse
Mise en place d’un systeme medical complexe avec la hierarchie
- public et gratuit
Grece
Au $VII^e$s avant JC, les medecins sont sedentaires, restent dans les cites
- Leurs statuts varient
- Certains sont fonctionnaires
- Visites a domicile ou chez le medecin
- Pythagoriens: c’est le cerveau qui dirige
- Dissections sur des animaux (interdit sur l’homme)
- Hippocrate
- divin $\neq$ maladie
- compilation de toutes les informations medicales de l’epoque
- apport d’une procedure, d’une ethique, de diagnostic
- theorie des humeurs
- La lymphe
- La bile noire
- Le sang
- La bile blance
Empire Romain
A Rome, la medecine est mal consideree jusqu’au $II^e$s avant notre ere
Developpement par la suite: notoriete des medecins, reunions de medecins, corporations, etc. suite a l’arrivee des medecins grecques.
Premier proctologues, avec le doux nom de berger de l’anus :)
- Premiere specialisations
Institutions militaires = gros developpement de la medecine.
- Hopitaux autour de jardins medicaux
- Jardins contenant des plantes medicinales
- Hygiene: separation des salles
- Separation salle d’attent/salle de chirurgie/morge/etc.
- les outils bouillis
Galien pose les bases de la medecine occidentale
Le Moyen-Age
Medecine occidentale
La medecine au Moyen-Age en occident connait un recul en arriere suite a la chute de l’empire romain
- Pertes de connaissances ecrites
- Pas de traductions existantes
- Soigner des gens avec des plantes au Moyen-Age = sorcieres
- Retour de la medecine mystico-religieuse
- Melange des traditions et croyances
- Diktats des textes religieux
Les moines sont les garants des textes ecrits, et donc sont les medecins.
Les plantes medicinales sont dans les jardins des monastere (et liqueurs de plante aussi…)
Medecine orientale
- La medecine arabe, elle, est en plein essort…
- Elle se base sur les textes d’Hippocrate et Galien
- Nombreuses avancees
- $XI^e$s en occident
- Traduction des ecrits arabes mais perte d’information jusqu’a la fin du $XIII^e$s
- Ecole de medecine (Salerne)
- En France, il faudra attendre 2 siecles de plus pour ouvrir une universite de medecine
- Au $XIV^e$s, la dissection est autorisee dans les ecoles
Theories de Galien sont remises en cause au milieu du $XIV^e$s…
La peste au Moyen Age
La peste, la maladie emblematique des pandemies meurtrieres du Moyen-Age, est restee un mystere pour les gens de l’epoque
Meconnaissance et croyances
Chretiens et Musulmans pensent que la peste est une punition divine.
- processions, prieres, etc. pour tenter d’endiguer l’epidemie
Cette pandemie est originaire d’un siege Mongol a Constantinople, en catapultant des cadavres morts de la peste sur la ville. Les habitants ont fui et ont propage la peste PARTOUT.
Pareil que les parisiens qui se barrent durant le 1er confinement avec le corona
On accuse les lepreux, les juifs, les etrangers, les sorcieres… bref on accuse tout le monde d’etre des vecteurs de la peste (meme si le Pape rejette ces accusations!)
Probleme: peu d’incineration car contraire a la religion !
Qu’est-ce que la peste ?
Bacterie: Yersinia pestis, indentifiee en 1894 par Alexandre Yersin
Les rongeurs sont un reservoir naturel, et les puces sont un vecteur. 3 formes: bubonique, pulmonaire et septique.
Les medecins ne savent tout simplement pas ce qu’est ce fleau. La peste est considere comme un “poison”. Les traitements habituels de l’epoque: saignee, transpiration, incision du bubon, lavements, etc.
La seule methode qui semble porter ses fruits pour eviter une propagation est… la quarantaine. (ou confinement pour l’actualite)
3 niveaux de quarantaine:
- quarantaine a domicile
- les malades n’ont pas le droit de sortir de chez eux
- mais leur famille peuvent
- lieux d’isolements
- hopitaux specifiques pour les malades
- toujours de la contamination car les malades ont touche des trucs chez eux et contamine leur famille
- expulsion des malades hors des villes
- Oh bah ca marche !
Remaniement social important: passe du moyen age a l’epoque moderne.
La fin du Moyen-Age
- A partir du $XII^e$
- Moines-medecins: uniquement dans les campagnes (sur papier)
- Creation d’hopitaux
- Peste noire: 2 courants de pensees
- helleniste
- arabisant
- A partir du $XV^e$
- Ecoles d’anatomie
- De plus en plus de decouvertes
- Andre Vesale: hors Eglise, grosse liberte
Les $XVII^e$ et $XVIII^e$ siecles
- Vivisection sur des animaux
- Dissection mais sur des animaux… vivants.
- Decouverte du role du corps par William Harvey en 1628
- Theorie de la circulation du sang enseignees dans les ecoles francaises
- Invention du microscope
- Debuts de la microbiologie
- Apparition de la variolisation en Europe
- Ancetre de la vaccination
- A injecte la variole de vache dans quelqu’un, cette personne a ete immunisee contre la variole humaine
- Pensait que ca marchait que pour la variole
- Louis Pasteur fait le lien entre maladie et microorganismes
La medecine au $XIX^e$ siecle
- Professionnalisation des medecins (internat, diplome)
- Cours d’anatomie se developpent
- Evolution chirurgicales importantes
- Naissance des procedures d’auscultations des patients
- Les hommes commencent a arriver dans l’obstetrique et la gynecologie
- Premieres maternites mais mortalite plus importante qu’a la maison
- Meurent toutes a la maternite d’une forme de fievre
- Un homme meurt de la meme maladie suite a une dissection dans une morgue
- Decouverte d’un lien entre passer directement de la salle d’accouchement depuis la morgue
- A commence a se laver les mains entre 2, chute drastique du taux de mortalite des femmes a la maternite
La toute premiere image medicale
1897: Installation du premier service de radiologie
L’evolution de la medecine
$XX^e$ siecle
- Premieres machines de visualisation de l’interieur du corps
- Connaissances sur les micro organismes, infections, etc.
- Decouverte de la peniciline
- Deja connue avant le $XX^e$ siecle avant par les bergers
- Un berger a decide un jour de se mettre de la moisissures de Rocquefort sur une plaie infectee
- … Et ca marche!
- La moisissure de Rocquefort et la peniciline sont de la meme famille
- Developpement des medicaments
- Developpement de toutes les techniques d’imgerie
Il serait impossible de commercialiser l’aspirine si elle etait decouverte aujourd’hui car elle cree des tumeurs chez les souris
En un siecle, les principales techniques d’imagerie anatomiques ont ete developpees et sont toujours utilisees aujourd’hui (et ameliorees)
Une acceleration
- Echographie 4D: 3D+t (video en 3D)
- Ne sert techniquement a rien a part faire plaisir aux parents
- N’apporte rien medicalement parlant
Formats, problemes et interet
Principe general
Tout ce qui est “a droite” de la lumiere visible sont mauvais pour le corps humain (Radiographie, Imagerie Nucleaire).
N’allez pas mettre votre tete dans un micro-onde
Pour savoir ce qui est bon ou non, voir ce qui est bon pour les femmes enceintes.
Format: Qu’est-ce qu’une image ?
D’apres les cours de Maxime Descoteaux
Le plus important:
Formats:
- Grr…
- Pas de standard et normalement, on insulte tous les dieux quand on s’y met
- Effort de la communaute
- mrtrix
- nibabel
- (les 2 sont des package python)
Un format ? Non.
En imagerie medicale, il y a une infinite de formats differents… Les plus connus:
- .dcm
DICOM
- .nii
NIFTI
- .hdr .img Analyze
- .ima .dim Gis (France)
- .mnc Minc (Montreal Neurological Institute (MNI))
- .nrrd Nrrd (USA)
- .mhd
Beaucoup de soucis en perspective…
Des problemes ? Oui.
Spoiler: imread(monimage.XXX)
ne marche pas!
Il faut des bibliotheques speciales pour pouvoir les ouvrir.
Quelques bibliotheques python: medpy
, nibabel
…
A la base, une bonne idee: une image = un header et des donnees…
Mais pourquoi donc ?
DICOM
- Format le plus repandu dans les hopitaux (tous les nouveaux appareils cliniques supportent le format
DICOM
) - Probleme… plus qu’un format bien defini
- Boite a fourre-tout
- Les constructeurs definissent leur “tag” ou etiquette maisons
- Cauchemar pour les traiteurs d’image
- Pour etre ethique $\rightarrow$ denormalisation necessaire !
Du coup, c’est quoi un DICOM
?
Information importante dans l’entete:
- Taille du voxel
- Taille de l’image
- Matrice de transformation
- Type des donnees
Change pour chaque DICOM
!
Matrice de transformation ?
3 plans principaux: axial, coronal et sagittal
Sauf que des fois, l’acquisition n’est pas si simple…
Taille du voxel?
Rappel: un pixel/voxel a une taille qui correspond a des longueurs physiques ! Plus cette taille est petite, meilleure est la resolution! $x$, $y$ et $z$ peuvent etre identiques (isotrope) ou differents (anisotorpe).
En general, c’est $z$ qui fait n’importe quoi.
Quelles consequences ?
- Difficile de determiner les contours
- Pertes d’informations
Cela pose des soucis en terme de precision de mesure !
En conclusion
Medecin: “Je veux plus de precision. (sans tuer le patient, c’est mieux)”
Informaticien: “Je veux plus de puissance.” Realite: “Mollo les gens, ca va pas se passer comme ca…”
Quel type d’imagerie ?
- Imagerie fonctionnelle
- Se base sur l’activite d’un organe ou d’une partie
- On mesure l’activite electrique de l’organe en question
- Imagerie anatomique
- Permet de visualiser l’anatomie du corps et des organes