IRM, TEP, SPECT. Les scanners médicaux sauvent des vies. Derrière ces appareils puissants se cachent des mathématiques tout aussi puissantes et complexes. Harrison Barrett est à l'origine de la réflexion fondamentale sur la radiologie depuis le début des années 1970.
IRM, TEP, SPECT. Les scanners médicaux sauvent des vies. Derrière ces appareils puissants se cachent des mathématiques tout aussi puissantes et complexes. Harrison Barrett a fourni la réflexion fondamentale pour la radiologie depuis le début des années 1970 et a grandement contribué à l'amélioration du matériel et des logiciels d'imagerie et d'examen. Barrett recevra un doctorat honorifique de l'Université de Gand le 21 mars.
Le parcours de vie d'Harrison Barrett (Université de l'Arizona) prouve que les cadeaux de Noël peuvent avoir un impact majeur. Quand il avait dix ans, ses parents lui ont donné un kit de physique - un Gilbert Atomic Energy Lab (photo) - contenant de vrais radio-isotopes. Il a transformé la salle de bain en chambre noire. « Ensuite, j'ai pris ma première photo en utilisant des rayons gamma. Rien n'a vraiment changé entre l'âge de dix ans et aujourd'hui", rit Barrett.
Photo :Universités associées d'Oak Ridge
Harrison Barrett a publié plus de 300 articles scientifiques et détient 25 brevets à son nom. Mais cette liste de publications, dit-il, n'est pas sa contribution la plus importante à la science de l'imagerie. Il appelle le livre qu'il a co-écrit avec Kyle Myers, Foundations of Image Science † « Il fait 1 500 pages et c'est le livre technique le moins cher du marché — 3 centimes par comparaison (rires) † Certains l'appellent la bible de l'imagerie médicale. Cela montre que l'imagerie est une science :qu'elle est expérimentale et qu'on peut approcher les images avec une précision mathématique. La reconstruction d'images a fait l'objet d'articles scientifiques souvent pas plus loin qu'un avant-après :la comparaison entre ce qui a été vu à l'origine et ce que vous pouvez voir après avoir appliqué un nouvel algorithme. "Écoutez, n'est-il pas clair et évident que la nouvelle technologie est meilleure", concluent généralement les auteurs de l'article. Mais c'est c'est pas si évident:tester la qualité de l'image doit être fait de manière rigoureuse, également avec l'idée de la capacité de l'utilisateur - le médecin, par exemple - à tirer des informations de l'image. C'est le fil conducteur de mon livre.'
Les ordinateurs d'aujourd'hui peuvent-ils répondre aux ambitions de l'imagerie médicale ?
"Gordon Moore (le co-fondateur d'Intel, ndlr) était un pessimiste. Dans les années 1960, il a prédit que le nombre de transistors sur une puce doublerait tous les dix-huit mois (la soi-disant loi de Moore, éd.). Mais les développements dans les ordinateurs sont allés beaucoup plus vite. Pour SPECT (tomographie d'émission monophotonique ) nous travaillons sur l'informatique parallèle depuis 23 ans (par lequel différentes parties effectuent des calculs simultanément, ndlr) et c'est déjà la septième génération d'ordinateurs parallèles. Nous avons dû construire le premier nous-mêmes, car il n'y avait rien sur le marché à l'époque. Transordinateurs ils l'appelaient ainsi dans les années 80."
« Ces dernières années, la Playstation de Sony a été pour nous un ordinateur important et abordable. Il y a quatre ans, à Tucson, il y avait une longue file d'attente devant le magasin où la Playstation 3 serait sur les étagères. Mes élèves étaient aux numéros 1, 2 et 6 de cette rangée (rires) † Nous avons fini par en avoir 50 ici dans le labo. Nous avons changé le système d'exploitation, mais Sony s'est finalement rendu compte que les chercheurs utilisaient leurs consoles de jeux sans payer pour les jeux. Elle a donc changé de système. Nous utilisons maintenant des cartes graphiques qui sont utilisées dans les consoles et les assemblons. La puissance de calcul de ces cartes double tous les sept à huit mois. Sur une seule carte, nous pouvons exécuter des programmes cent à mille fois plus rapidement que sur un ordinateur portable ordinaire.'
Sous-estimer la puissance de calcul de demain pourrait donc freiner le progrès scientifique.
"Eh bien, au début des années 1970, la National Science Foundation (NSF) a rejeté ma proposition de recherche pour étudier l'imagerie avec des ordinateurs parce que la NSF pensait que les ordinateurs n'étaient pas assez puissants et qu'il n'y avait pas d'avenir pour les ordinateurs en radiologie. Oh, je suis vraiment désolé de ne pas avoir conservé cette lettre de refus et de ne pas l'avoir accrochée au mur. » (rires)
Un doctorant qui n'a pas une excellente réputation et qui n'a pas une liste interminable de publications s'enlise dans une série de mandats postdoctoraux, sans perspective de chaire permanente. C'est paralysant
Vous êtes félicité par vos collègues pour vos conférences et pour l'enthousiasme avec lequel vous formez les nouvelles générations. La forte pression de la publication aujourd'hui n'empêche-t-elle pas les étudiants de fournir des conseils approfondis ?
« Juste l'inverse :former des étudiants est bon pour votre CV. Ils deviennent doctorants, publient des articles et le mentor devient l'auteur final. Donc, d'un point de vue quantitatif, ce n'est pas une raison pour ignorer les missions d'enseignement.'
«Mais l'environnement universitaire a des problèmes. Le point crucial est d'atteindre la première position dans le laboratoire. Un doctorant qui n'a pas une excellente réputation et qui n'a pas une liste interminable de publications s'enlise dans une série de mandats postdoctoraux, sans perspective de chaire permanente. Et c'est rédhibitoire. Les universités elles-mêmes y encouragent :elles offrent de moins en moins de chaires aux jeunes chercheurs. Ils préfèrent faire venir des scientifiques renommés de l'étranger plutôt que de donner des opportunités à des jeunes prometteurs. De plus, ils se concentrent de plus en plus sur des domaines scientifiques avec lesquels ils peuvent renforcer leur réputation, avec lesquels ils peuvent obtenir beaucoup de subventions ou d'argent de l'industrie. Cela se fait au détriment des branches plus douces de la science. J'ai la chance qu'il y a cinquante ans, les sciences optiques d'un domaine scientifique "doux" soient systématiquement devenues un business en plein essor qui a rapporté assez d'argent."
Les techniques d'imagerie telles que l'IRM et la TEP ont sauvé de nombreuses vies. Mais il y a aussi discussion :les dépistages organisés au niveau national révèlent aussi des tumeurs qui rétrospectivement n'étaient pas dangereuses, mais qui sont enlevées avec une chimio ou une amputation bien sûr.
"C'est un problème, et c'est aussi un sujet de discussion aux États-Unis. Il y a beaucoup de recherches en cours en ce moment, et des techniques émergent qui détecteront automatiquement la différence entre une tumeur maligne et bénigne. Mais la question reste que faites-vous avec un test de cancer du sein positif. Aux États-Unis, les médecins agissent plus vite qu'en Europe. Bien sûr, cela a tout à voir avec le procès imminent si vous, en tant que médecin, décidez d'attendre que la tumeur se révèle être maligne.'
Travaillez-vous souvent avec des chercheurs de l'Université de Gand ?
'Il y a quelques années, Roel Van Holen (Department of Electronics and Information Systems, ed.) et Leonie Wyffels (affiliée de 2004 à 2009 au Department of Electronics and Information Systems, ed.) travaillaient ici à Tucson (University of Arizona) , puis a démarré avec succès des laboratoires en Belgique. Rik Van de Walle faisait également partie de mon groupe de recherche et a contribué à un certain nombre de sujets dans mon livre Fondations † Ce furent des collaborations très productives et je souhaite renforcer les liens avec les scientifiques gantois à l'avenir. »
Biologique
Harrison Barrett
* Né en 1939 à Springfield, Massachusetts
* Étudier un baccalauréat ès sciences en ingénierie à l'Institut polytechnique de Virginie
* Étudier une maîtrise ès sciences en ingénierie au Massachusetts Institute of Technology
* 1969 :Doctorat en Physique Appliquée de l'Université de Harvard
* Professeur de radiologie, de sciences optiques et de mathématiques appliquées à l'Université de l'Arizona
* Directeur du Centre d'imagerie par rayons gamma (CGRI)
* 300 publications scientifiques et 25 brevets
* Récompenses récentes :SPIE, Gold Medal of the Society (2011), IEEE Medal for Innovations in Healthcare Technology (2011)
* Ouvrage standard Fondation de la science de l'image (John Wiley et fils, 2004)
