Le 16 mars 2023 marque le 50e anniversaire de la publication par Paul Lauterbur de son ouvrage phare Nature papier établissant la zeugmatographie -; maintenant familier à la plupart comme imagerie par résonance magnétique ou simplement IRM – ; comme un moyen viable de visualiser des objets avec un champ magnétique et des signaux de radiofréquence.
Membre du corps professoral de l’Université Stony Brook à New York au moment de la découverte, Lauterbur a été recruté à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign dans les années 1980 et a remporté le prix Nobel de physiologie ou médecine 2003 pour avoir développé l’IRM avec le physicien britannique Sir Peter. Mansfield.
Le premier scanner IRM humain de Lauterbur est conservé dans l’exposition IRM de l’Illinois au Beckman Institute for Advanced Science and Technology, où les avancées de pointe en imagerie médicale comprennent :
- Imagerie avancée du flux sanguin dans le cerveau pour mieux comprendre les acouphènes.
- Le premier atlas IRM d’un cerveau de dragon barbu.
- Efforts pour démocratiser les données de neuroimagerie dans diverses communautés.
Plus récemment, les chercheurs ont débloqué la possibilité d’effectuer des scans en temps réel et de voir la mécanique physique d’activités comme parler, chanter et avaler. Ils ont également développé des techniques pour utiliser l’IRM afin de visualiser l’expression génétique dans le cerveau lors de l’apprentissage.
Brad Sutton, professeur de bio-ingénierie à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign et directeur technique du Centre d’imagerie biomédicale de l’Institut Beckman, commente ci-dessous.
Comment la technologie IRM a-t-elle changé la portée de la recherche médicale au cours des 50 dernières années ?
L’IRM est devenue l’un des outils les plus importants que les médecins puissent voir à l’intérieur du corps pour comprendre ce qui se passe dans la maladie. L’IRM montre les tissus mous comme le cerveau, le cœur et d’autres muscles et organes. Il offre plusieurs façons de visualiser l’état du tissu, comme l’examen de la forme, les modifications de la structure, le flux sanguin et l’inflammation. Pouvoir voir à l’intérieur du corps rapidement et clairement a conduit à des traitements avancés et à une vie plus longue et plus saine. L’IRM est une technique d’imagerie flexible, et de nombreux médecins, scientifiques et ingénieurs continuent de développer de nouvelles façons de voir la maladie plus tôt, permettant des traitements plus efficaces.
Les scanners IRM eux-mêmes continuent de s’améliorer. Une façon dont les scanners ont changé est la force du champ magnétique. Ceci est mesuré en Teslas comme unité -; le champ magnétique terrestre est d’environ 0,00005 Tesla. Le premier aimant IRM humain de Paul Lauterbur était de 0,09 Tesla, soit environ 2 000 fois le champ magnétique terrestre. Cela lui a permis de voir des structures dans le corps, mais granuleuses et à basse résolution. Les systèmes d’IRM cliniques modernes sont de 3 Tesla. Récemment, l’Université de l’Illinois Urbana-Champaign et l’hôpital Carle ont acheté conjointement un aimant IRM de 7 Tesla. Avec cette force de champ magnétique plus élevée, 75 fois plus forte que l’aimant initial de Lauterbur, nous pouvons localiser la fonction dans le cerveau jusqu’à environ 0,5 millimètre, clairement et avec un excellent contraste.
Comment la technologie IRM avancée aide-t-elle à protéger la santé humaine, en particulier dans une population de plus en plus vieillissante ?
Les nouvelles technologies d’imagerie utilisant l’IRM nous permettent de voir comment le corps change avec l’âge et la maladie, et comment le corps réagit aux interventions. Par exemple, nous pouvons voir comment le cerveau change à mesure que nous vieillissons. Ce n’est pas seulement que des parties importantes du cerveau diminuent de taille ; la manière dont les différentes parties du cerveau communiquent entre elles change également. Cela conduit à un traitement moins efficace de l’information et peut entraîner des perturbations dans des choses comme la prise de décision.
À mesure que la population vieillit, nous avons besoin d’interventions efficaces qui nous permettront de maintenir nos fonctions cérébrales tard dans la vie. L’IRM y contribue également, permettant des essais cliniques sur des médicaments qui ont un impact sur le cerveau, mais également sur des interventions non pharmaceutiques telles que l’exercice aérobique, le yoga et l’entraînement spécifique au cerveau.
Que peut-on attendre ou espérer des 50 prochaines années de recherche en IRM ?
Dans les prochaines années, nous verrons de nouveaux systèmes d’IRM avec des champs magnétiques encore plus élevés, fournissant des images à résolution spatiale encore plus élevée du corps et du cerveau.
Dans le même temps, nous voyons également de nouveaux systèmes d’IRM petits et portables, qui peuvent être placés dans le cabinet du médecin pour un accès facile. Nous verrons des systèmes qui intègrent des informations sur tous les patients pour mieux comprendre ce que nous voyons dans l’image et ce que cela signifie pour la santé du patient. Nous verrons également de nouvelles informations en regardant les images, avec de nouvelles techniques conduisant à des images où l’intensité du signal dans l’image représente des informations quantitatives sur l’état du tissu, y compris les concentrations de molécules clés dans chaque pixel de l’image, mécaniques et électriques. propriétés des tissus, des informations sur la façon dont le cerveau exécute ses activités, y compris les modifications de la structure tissulaire et de l’expression génétique, et les systèmes produiront des visualisations 3D exploitables de la personne dans le scanner afin qu’un médecin puisse effectuer des interventions virtuelles et des chirurgies virtuelles pour voir la meilleure façon de traiter le patient.
Étant donné le rythme de développement depuis le moment où Paul Lauterbur a imagé son premier échantillon vivant (une palourde) jusqu’à maintenant, je suis certain que nous verrons ces développements avant 50 ans.
