Imagerie quantitative, Analyse radiomique, Tomodensitométrie, Adénocarcinome pulmonaire, Nodule en verre dépoli, Imagerie par résonance magnétique, Élastographie par résonance magnétique, Maladie hépatique chronique avancée, Hypertension portale

L'imagerie quantitative, qui consiste à coupler à l'analyse qualitative classique des images médicales une extraction de paramètres quantitatifs afin d'identifier des biomarqueurs prédictifs non invasifs, connait un développement majeur en radiologie. La première partie du travail, menée au Beth Israel Deaconess Medical Center-Harvard Medical School (Boston, États-Unis) s'est intéressée à la prédiction du caractère invasif l'adénocarcinome pulmonaire se présentant sous forme de nodules en verre dépoli en tomodensitométrie. Un premier travail a identifié la taille de la composante solide comme associé à l'extension tumorale par les espaces aériens. L'étude de la croissance de ces nodules grâce à un modèle linéaire à effets mixtes a ensuite permis de sélectionner le modèle exponentiel comme le plus adéquat, en comparaison à d'autres modèles classiques, et de valider l'utilisation du temps de doublement du volume tumoral comme biomarqueur du caractère invasif de l'adénocarcinome pulmonaire en verre dépoli. Dans le projet suivant, les caractéristiques géométriques et d'atténuation (histogramme de densité) du nodule ont été étudiées, et deux modèles prédictifs basés sur la régression ordinale ont été construits à partir de deux prédicteurs (modèle 1, volume et 87,5ème percentile de l'atténuation, modèle 2, volume et première composante de l'analyse en composante principale) permettant de classer les nodules en trois sous-groupes d'agressivité croissante avec une AUC variant de 0,83 à 0,87. Le dernier projet a également inclus les paramètres de distribution des niveaux de gris dans les nodules segmentés. Une « signature radiomique » a été identifiée après sélection des prédicteurs par la méthode LASSO. Cette signature comportait un paramètre clinique, un paramètre géométrique et trois paramètres de texture. L'AUC était plus faible que dans le modèle précédent utilisant uniquement les paramètres géométriques et de densité du nodule (0,77), et les performances du modèle étaient diminuées lorsqu'il était appliqué à des images TDM avec une épaisseur de coupe plus importante ou acquises avec injection de produit de contraste. La seconde partie du travail a été réalisée au sein du laboratoire « Biomarqueurs en Imagerie » (Centre de Recherches sur l'Inflammation, UMR 1149, Université de Paris - Inserm) et a été dédié à la prédiction de l'hypertension portale cliniquement significative chez les patients atteints de maladie hépatique chronique avancée à partir des données quantitatives d'IRM et d'ERM (élastographie par résonnance magnétique) hépatiques et spléniques. Après réduction de dimensionnalité réalisée par analyse canonique régularisée et généralisée, utilisée pour respecter la structure des données, les résultats obtenus ont montré que l'utilisation des paramètres radiomiques dérivées des cartes paramétriques d'ERM splénique permettaient une meilleure discrimination de l'hypertension portale cliniquement significative en comparaison aux valeurs moyennes de ces cartes paramétriques. Le modèle avec les meilleurs performances (AUC 0,89) combinait les paramètres radiomiques dérivés des ERM hépatique et splénique, ainsi que la mesure de nodularité de surface hépatique, illustrant ainsi la complémentarité entre les paramètres fonctionnels et morphologiques pour la caractérisation de l'hypertension portale. Au total, le travail illustre le potentiel de l'imagerie quantitative pour la construction de modèles prédictifs susceptibles de répondre à des problématiques cliniques, concernant à la fois des pathologies focales (tel le nodule pulmonaire) ou diffuses (tel la maladie hépatique chronique avancée), ainsi que certaines de ses limitations.