Paolo Pellegretti, Head of R&D of Ultrasound systems Esaote

L’image intuitive : lecture diagnostique immédiate, rendue possible par la complexité de la recherche

Paolo Pellegretti, responsable R et D des systèmes à ultrasons Esaote

Paolo Pellegretti, Gênes, Italie, 1963.
Titulaire d’un doctorat en ingénierie électronique, il a occupé diverses fonctions techniques chez Esaote jusqu’en 1995, date à laquelle il a pris son poste actuel de responsable de la Recherche et du Développement des systèmes à ultrasons. La photographie et les voyages sont deux de ses grandes passions.

Chaque image déclenche un processus d’interprétation et de résolution. Nous nous tournons également vers les technologies de jeux et l’infographie pour nous aider à mieux connaître les antécédents médicaux des patients.

Une image échographique raconte une histoire au médecin et, comme toute bonne histoire, elle offre tous les éléments nécessaires pour permettre à celui qui l’explore de mieux s’orienter dans ses décisions, de choisir ce qui est important et ce qui ne l’est pas, d’investiguer, d’agir et de résoudre.

Les personnes du département R et D d’Esaote savent que leur rôle est de créer le bon pont entre l’image et son interprétation, ce que l’on appelle en médecine, le diagnostic. Tout comme pour la photographie, une bonne image échographique maintient la complexité de l’histoire des données mais ne crée pas de confusion, ne mène pas à des impasses et ne risque pas de s’embrouiller. Cela laisse place à l’expérience de l’interprète, tout en gardant l’observateur concentré sur l’expérience de l’objet qu’il observe, tout en élargissant le champ d’observation à partir des expériences de ceux qui ont déjà vécu le même ensemble de questions. La fonction d’une image échographique est de transmettre un message important au médecin ou à l’opérateur grâce à un équilibre efficace des informations. Afin de donner le bon diagnostic, ce message doit être transmis de la manière la plus neutre possible, non masqué ou altéré par une élaboration ou une interprétation. Plus nous parvenons à rendre la lecture d’une image échographique efficace et immédiate, plus nous pouvons dire que nous avons fait du bon travail – à l’image de la façon dont un photographe communique avec son public.

Une histoire véhiculée par un photographe en une seule image peut être considérée comme l’équivalent d’un diagnostic basé sur une seule image, réalisé par un chercheur dans nos laboratoires de Recherche et Développement. L’immédiateté et la facilité de lecture d’une photographie équivalent à la simplicité d’interprétation d’une image échographique, qui reflète la complexité technologique et méthodologique nécessaire pour y parvenir.

L’histoire en une seule image peut également être interprétée dans l’industrie du diagnostic médical comme la nécessité de rechercher la productivité et la rentabilité dans le processus d’exécution d’un examen. Là encore, nous sommes confrontés au défi de rassembler, idéalement en une seule image significative, toutes les informations nécessaires afin de poser un diagnostic rapide et fiable – autrement dit, une synthèse de la complexité – et rechercher la simplicité du processus de diagnostic. C’est un autre aspect important de notre concept de complexité, qui vise la simplification. En raison de sa complexité, l’histoire peut ne pas être racontée en une seule image pour diverses raisons, allant de l’hétérogénéité des facteurs et des concepts à résumer, jusqu’au fait de ne pas avoir saisi le moment qui résume l’image souhaitée.

Il s’agit d’un autre niveau de complexité actuellement abordé ; Esaote est un pionnier dans ce domaine avec l’intégration en temps réel de la technique échographique avec des volumes provenant d’autres modalités d’acquisition, telles que l’IRM et la tomographie axiale informatisée. La fusion synergique de plusieurs canaux de diagnostic est une réponse efficace au besoin de fournir des informations complètes afin de poser des diagnostics rapides et fiables.

Cependant, la fusion d’images présente également une complexité particulière dans le processus d’enregistrement volumétrique des différents canaux d’information. Les procédures disponibles aujourd’hui nécessitent une formation spécifique de la part des opérateurs et sont longues et complexes à mettre en œuvre. Esaote s’engage à simplifier ces procédures grâce à l’utilisation de techniques d’intelligence artificielle (IA), dans le but ultime de fournir une solution pour leur automatisation complète.

Malgré tous ses aspects positifs, l’imagerie échographique diagnostique se caractérise également par le fait que la qualité et la précision du diagnostic dépendent fortement de l’opérateur.

C’est une autre complexité que nous abordons, en développant des solutions visant à simplifier l’utilisation des appareils, à les rendre plus intuitifs et à rendre les informations qu’ils produisent de plus en plus quantitatives, faciles et univoques à lire. Il s’agit d’une réponse au besoin de praticité qui, dans les situations d’urgence et lorsque le système est soumis à des contraintes, s’est révélé être une priorité pour le bon fonctionnement du système de santé.

Nous travaillons également à affiner les possibilités de diagnostic en développant de nouveaux outils de traitement, fournis via d’autres domaines avancés tels que l’imagerie radar et sonar pour les applications militaires et commerciales. Tout cela a été rendu possible grâce à la puissance de traitement toujours croissante offerte par les développements technologiques dans des secteurs de pointe tels que l’infographie, les jeux et le divertissement à domicile.

Ces nouveaux et puissants outils d’investigation, s’ils ne sont pas bien adaptés à notre domaine spécifique, pourraient cependant finir par rendre complexe l’utilisation des nouvelles plateformes échographiques. D’où la nécessité d’une simplification, qui peut être efficacement résolue grâce aux techniques d’IA. En exploitant les connaissances antérieures, convenablement structurées et codées par des moteurs d’apprentissage, tels que les réseaux neuronaux, ces techniques peuvent être utilisées pour assister l’opérateur lors de l’utilisation de l’équipement, ainsi que pour faciliter l’interprétation et l’établissement de rapports.

Cependant, l’IA comporte deux complexités : les performances dépendent fortement du niveau de connaissances disponibles et, plus généralement, d’une charge de calcul élevée. Le modèle de simplification envisagé est l’extension du concept « Internet des objets » aux équipements à ultrasons, c’est-à-dire l’adoption de modèles de traitement et de connaissances distribués dans lesquels l’échographe n’est plus un outil de diagnostic indépendant, mais un terminal dans un réseau coopératif d’unités qui travaillent ensemble et partagent des connaissances et des ressources informatiques.

Un dernier domaine de recherche et développement dans lequel nous sommes activement engagés consiste à rechercher de nouvelles façons d’exploiter les informations pouvant être obtenues à partir de l’interaction ultrasons-tissus. En fait, il a été démontré que l’analyse de la texture des tissus peut être réalisée à l’aide d’ultrasons, ainsi que d’études sur la variation de l’atténuation et du taux de diffusion. Des recherches sont en cours sur la corrélation de ces nouveaux paramètres physiques avec des effets pathologiques et, par conséquent, pour construire leur propre sémiotique de la lecture. Cette pléthore d’investigations échographiques alternatives peut être considérée comme une seule ligne de recherche appliquée, résumée par le concept d’Esaote « ne jamais cesser de voir l’invisible ». En d’autres termes, « rechercher ce qui n’est pas immédiatement visible ».

Les défis dans ce domaine sont évidemment très complexes mais, en même temps, ils sont passionnants et enrichissants. Là encore, notre rôle est de développer la technologie, de maximiser la sensibilité de nos équipements au suivi et à la mesure de divers nouveaux paramètres biophysiques et de les rendre disponibles à l’usage grâce à des simplifications appropriées pour les utilisateurs. Le succès dans ce domaine de recherche avancée vient de la coopération entre l’industrie et les institutions de recherche qui, de par leur formation et leur objectif, sont naturellement les plus productives et les plus orientées vers l’innovation. La mission des entreprises comme la nôtre est d’établir une coopération avec ces organismes, en soutenant leurs initiatives tant sur le plan technologique qu’au niveau des ressources humaines et financières.

L’activité de Recherche et Développement est le cœur battant d’Esaote et notre fort engagement financier dans ce secteur (plus de 10 % des investissements) est la preuve que l’innovation est au centre des stratégies de croissance de l’entreprise dans un contexte de transformation forte et continue.

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