La nouvelle technologie révolutionnaire pourrait rendre les scanners IRM rentables, plus largement disponibles pour les communautés locales et aider à sauver des vies, grâce à une collaboration pionnière entre l'Université de Sheffield et GE Healthcare.
Le scanner d'imagerie par résonance magnétique à bas champ (IRM), développé en partenariat avec la principale société de technologie médicale mondiale GE Healthcare, est conçu pour lutter contre les conditions respiratoires qui ont un impact sur la vie de millions et coûtent au NHS plus de 6 milliards de livres sterling par an. La maladie respiratoire est le quatrième plus grand tueur du Royaume-Uni, mais parmi les conditions les plus négligées en termes de diagnostics avancés et de traitements efficaces.
En révolutionnant le diagnostic des conditions pulmonaires telles que la fibrose kystique, la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC), la fibrose pulmonaire interstitielle (IPF), le cancer du poumon et l'asthme, la nouvelle technologie pourrait améliorer les résultats des patients, rendre le diagnostic plus accessible et générer des économies substantielles pour le NHS.
Ce programme de recherche innovant a reçu un financement gouvernemental par le biais de PSRC Prosperity Partnerships, décerné conjointement par l'UKRI Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC) et le Medical Research Council (MRC) pour les collaborations académiques-industrielles. Le projet de scanner IRM à faible champ faisait partie des 19 partenariats collaboratifs de prospérité de l'EPSRC accordés en 2023, avec une valeur collective de 149 millions de livres sterling dans tous les partenariats.
La technologie a été officiellement dévoilée lors d'une cérémonie à l'unité d'IRM universitaire du Royal Hallamshire Hospital aujourd'hui, marquant ce qui est le premier essai de dispositif médical MHRA parrainé par l'Université de Sheffield.
L'équipe de recherche mène maintenant un essai avec 60 volontaires sains pour établir des gammes normatives, ou ce qui est considéré comme typique ou attendu pour les personnes en bonne santé, avant de procéder à des analyses chez les patients.
Cette nouvelle technologie est uniquement placée pour aider à détecter les premiers signes de maladie pulmonaire ou de dommages dans les poumons qui autrement ne seraient pas détectés par des tests de routine.
Très sensible et sans rayonnement, la technologie est sûre pour tous les âges, même les enfants et les nourrissons. Les analyses sont rapides, durent quelques minutes et peuvent être répétées aussi souvent que nécessaire pour surveiller les changements pulmonaires pendant la progression et le traitement de la maladie.
À l'heure actuelle, les patients sont souvent confrontés à de longues listes d'attente et à des déplacements distants pour accéder à un scanner IRM pour recevoir un diagnostic et commencer le traitement. Notre scanner IRM à faible champ vise à révolutionner cela, ouvrant le potentiel de scanners beaucoup plus rentables et plus petits dans les centres de santé locaux. Cela rapprocherait un outil de diagnostic vital des patients de leurs communautés, accélérant le diagnostic et améliorant les résultats pour la santé. «
Jim Wild, professeur de physique par résonance magnétique et codirecteur de l'Institut insigneo de l'Université de Sheffield
Simon McGuire, président de la zone Northern, oriental, en Europe du Sud à GE Healthcare, a déclaré: « Chez GE Healthcare, nous nous engageons à faire progresser les soins de précision et à rendre l'innovation diagnostique plus accessible. Cette collaboration avec l'Université de Sheffield illustre la façon dont nous pouvons exploiter l'IA et de nouvelles techniques d'imagination pour re-imagine la technologie de l'IRM – apportant des coûts vials et diagnostics.
Le professeur Charlotte Deane, président exécutif de l'EPSRC, a déclaré: «Nos partenariats de prospérité exploitent des recherches collaboratives en reliant les principales communautés de recherche du Royaume-Uni aux entreprises. Ils permettent une recherche fondamentale qui offre une innovation pour les entreprises individuelles et les secteurs industriels, tout en entraînant des avantages économiques plus larges grâce à une amélioration de la productivité.
« Cette technologie de scanner IRM est un excellent exemple de l'impact de l'initiative des partenariats de prospérité et il est fantastique de voir qu'il a le retour sur investissement potentiel en fournissant des diagnostics antérieurs, en économisant l'argent du NHS et en permettant à l'accès aux services de santé de la communauté. »
La plupart des scanners IRM actuellement utilisés au Royaume-Uni sont des systèmes à champ élevé, qui utilisent des aimants supraconducteurs très forts et des ondes radio pour produire des images très détaillées des structures internes du corps. Bien que inestimables pour diagnostiquer et gérer un large éventail de conditions, ces aimants puissants nécessitent de grandes quantités d'hélium liquide pour le refroidissement, augmentant leur coût et leur empreinte environnementale.
Pendant des décennies, les scanners IRM à haut champ ont été la technologie de diagnostic préférée en raison de leur qualité d'image supérieure. Cependant, les progrès récents en matière d'intelligence artificielle (IA) ont ouvert de nouvelles possibilités, démontrant que la technologie auparavant obsolète peut être revitalisée.
Surtout, les scanners IRM à faible champ nécessitent beaucoup moins ou, dans certains cas, pas d'hélium du tout. Bien que les images produites par les scanners à bas niveau conventionnelles soient généralement de qualité inférieure, l'équipe de recherche sur les soins de santé de Sheffield-GE a utilisé l'IA pour reconstruire les images à une qualité comparable aux analyses à champ élevé. Ceci est réalisé en tirant parti des données existantes à partir de milliers de scans à champ élevé pour former les algorithmes de l'IA.
Ce qui rend la nouvelle technologie unique, c'est son utilisation d'une nouvelle technique d'imagerie de gaz de xénon. L'équipe utilise un processus spécial pour magnétiser le gaz, que le patient inspire ensuite. Ce processus rend le gaz normalement invisible visible lors d'un scan, mettant en évidence les zones des poumons où l'oxygène se déplacerait généralement et permettant une détection précise des changements de voies respiratoires et des informations détaillées sur la structure complexe et la fonction physiologique des poumons. Initialement prouvé avec une IRM à haut champ, cette technique d'imagerie a été utilisée avec succès chez des centaines de patients, le partenariat visant à reproduire la technique avec des scanners à faible champ.
L'équipe du projet profitera également de l'opportunité d'étudier le comportement et les propriétés des agents de contraste IRM – les liquides donnés à un patient pour que certains tissus et les vaisseaux sanguins se présentent plus clairement dans les analyses – à la force du champ inférieure.
Au-delà du potentiel de la technologie à révolutionner l'accès à des diagnostics d'IRM de haute précision pour l'imagerie de toutes les zones corporelles au Royaume-Uni, il pourrait avoir un impact mondial. Les pays à revenu faible et intermédiaire ont un grave manque de scanners IRM par rapport aux homologues plus riches, contribuant aux inégalités mondiales de la santé. La portabilité relative du scanner IRM à faible champ, le coût nettement inférieur et la réduction des exigences d'infrastructure et de maintenance répondent à de nombreuses obstacles auxquels ces pays sont confrontés dans l'acquisition de cette technologie.
Le ministre des sciences Lord Vallance a déclaré: «Les scanners IRM ont été transformateurs pour les soins de santé, aidant les médecins à mieux diagnostiquer une multitude de conditions, y compris le cancer, de manière non invasive. Pour de nombreux patients, ils sauvent des vies, les aidant à obtenir les traitements dont ils ont besoin plus tôt.
« Du travail de Sir Peter Mansfield jusqu'à aujourd'hui, la science dirigée par le Royaume-Uni a longtemps joué un rôle de premier plan dans la mise au travail de l'IRM, au profit des patients. Rendu possible grâce à une partie de notre record de 22,8 milliards de livres sterling pour la R&D, cette nouvelle technologie à faible champ consiste désormais à des analyses d'IRM plus faciles et moins chères que jamais, permettant à plus de patients d'accéder à l'IRM, de protéger la santé des gens et d'assistant à la NHS. »
