Des outils innovants automatisent l'analyse des images du cerveau
Elle apporte des informations d'une résolution inégalée sur la structure et la composition des tissus du cerveau, mais présente également certaines contraintes. Par exemple, la quantité croissante de données et la multiplication des artéfacts d'hétérogénéité de champ peuvent nuire gravement à la qualité de l'analyse. L'équipe du projet HIRESBRAIN7T (High resolution segmentation of brain MR images at 7 Teslas) a travaillé au développement de méthodes adaptées de traitement automatisé des images, afin d'éviter ces problèmes. Au cours de la première phase du projet, les chercheurs ont mis au point des algorithmes de segmentation permettant de traiter des images par résonance magnétique à 0,4 mm. Ce résultat est impressionnant si l'on considère que ce logiciel traite 15 fois plus de données que les meilleurs équipements actuels. Par ailleurs, les chercheurs ont établi un modèle de profondeur du cortex qui devrait aider à représenter de manière exacte la biomécanique des sillons corticaux. Le projet HIRESBRAIN7T a utilisé les nouveaux outils pour étudier l'architecture corticale de différentes régions. Il a aussi mis au point une méthode d'alignement de l'anatomie du cortex basée sur le contraste intracortical. La séquence d'analyse quantitative T1 avec cartographie de susceptibilité a permis de réaliser un atlas complet des noyaux gris centraux, complexes en dépit de leur petite taille. Les chercheurs ont aussi étudié l'anatomie interne des noyaux qui les composent, et celle d'autres structures de taille réduite comme l'hypothalamus ou les noyaux dentelés. La visualisation de la vascularisation est essentielle pour comprendre les fonctions cérébrales et détecter des pathologies comme le cancer. Les membres du projet ont mis au point de nouvelles techniques permettant d'y parvenir. Ils ont ainsi pu isoler la vascularisation veineuse à partir des images à résonance magnétique de susceptibilité quantitative, et modéliser l'oxygénation locale de chaque veine avant qu'elle ne pénètre dans le cortex. La plupart des ensembles de données et des outils de HIRESBRAIN7T sont accessibles librement en ligne sur les sites Openscience et NITRC. Cette méthode pourra être utilisée dans le cadre d'études à grande échelle du vieillissement normal, de la sclérose en plaques, de la maladie d'Alzheimer et des microangiopathies.
Mots‑clés
Imagerie cérébrale, 7T MRI, algorithme de segmentation, modèle, contraste intracortical, cartographie de susceptibilité, noyaux gris centraux
