Deux radiographies seulement et à très basse dose d'irradiation… Vingt minutes plus tard, apparaît sur l'écran de l'ordinateur la colonne vertébrale du patient reconstituée en trois dimensions. Le praticien peut la tourner et retourner pour l'observer sous toutes les coutures. Cette prouesse technologique est possible grâce à EOS. Inauguré au Laboratoire de biomécanique (LMB)¹, ce nouveau système recèlerait d'autres atouts encore à développer…

Petit retour en arrière. Tout commence en 1997 par la rencontre des professeurs Jérôme Kalifa et Jean Dubousset du centre hospitalier Saint-Vincent-de-Paul (Paris) et de Georges Charpak, prix Nobel de physique. D'un côté, les travaux de ce dernier ont conduit au développement d'un système de radiographie à basse dose d'irradiation, mais l'image obtenue est plane. Or, la troisième dimension est importante, notamment pour aider les praticiens à préparer l'opération des petits patients atteints de scoliose sévère. De l'autre côté, le LBM et le Laboratoire de recherches en imagerie et orthopédie (LIO, Montréal) développent une méthode innovante de reconstruction 3D à partir de deux radiographies (l'une de face, l'autre de profil). Mais les doses d'irradiation sont élevées, ce qui est un sérieux inconvénient pour le suivi sur une longue période de jeunes patients scoliotiques. Les deux innovations sont évaluées cliniquement par le centre Saint-Vincent-de-Paul qui fait le lien et lance l'idée : associer la 3D et la basse dose. Le LBM élabore les premiers schémas d'un système biplan et réunit les différents acteurs.
L'équipe se met à l'œuvre. Cliniciens et ingénieurs élaborent le cahier des charges. Georges Charpak et la société Biospace Instruments perfectionnent l'image, la chaîne de détection et assurent la construction du nouveau système. Le LBM et le LIO s'occupent de l'amélioration du logiciel de reconstruction 3D. « Chaque image radiographique, de face et de profil, contient des repères anatomiques spécifiques, détaille Wafa Skalli, professeur au LBM. Notre démarche était la suivante : nous connaissons la géométrie générique de la structure osseuse à reconstruire – vertèbre, bassin, genou. Quelle est alors la géométrie spécifique de la structure radiographiée, à la fois proche de la géométrie générique et compatible avec les informations projetées sur l'image ? » La résolution de ce problème nécessite des algorithmes complexes et une connaissance très fine des structures osseuses.

Six ans plus tard, le pari est tenu. EOS permet une reconstruction 3D comparable à celle issue de coupes scanner, mais avec des doses d'irradiation qui peuvent être très inférieures : 300 coupes scanner seraient nécessaires pour la reconstruction d'une colonne vertébrale alors que deux radiographies suffisent avec EOS. Certes, seule l'enveloppe de la structure osseuse est accessible, mais avec une dose d'irradiation très inférieure à celle d'une paire de radiographies conventionnelles. De plus, le patient est pris en position debout, de la tête au pied, ce qui assure une vision plus exacte de son équilibre postural, donc un diagnostic, un traitement et un suivi affiné. « La grande qualité des radiographies permet de voir des détails difficiles à percevoir auparavant », ajoute Wafa Skalli. Mieux, en jouant sur les différents niveaux de gris, on distingue tour à tour, les détails des tissus denses (os)… et des tissus mous (muscles, poumons). « EOS ouvre des perspectives fantastiques en recherche, incluant des analyses multispectrales qui permettent de caractériser la densitométrie osseuse, ainsi qu'une foule d'autres applications », s'enthousiasme Wafa Skalli. Ces développements potentiels font briller par avance les yeux des chercheurs. Mais ceci est une autre histoire… Encore à écrire !

Catherine Pagan