“Une bibliothèque que l'on ne range pas se dérange : c'est l'exemple que l'on m'a donné pour tenter de me faire comprendre ce qu'était l'entropie et je l'ai plusieurs fois vérifié expérimentalement.” Georges Perec
“ Bouddha avait compris une chose que la science a été incapable de prouver au cours des millénaires qui ont suivi sa mort. L'entropie va toujours croissant. En clair, tout fout le camp. ”
John Gree
Remarque préliminaire
“ Bouddha avait compris une chose que la science a été incapable de prouver au cours des millénaires qui ont suivi sa mort. L'entropie va toujours croissant. En clair, tout fout le camp. ”
John Gree
Remarque préliminaire
images échographiques de thrombose veineuse avec mesures d'entropie bidimensionnelles qu'est-ce que c'est ? By ChatGPT
L'échographie de la thrombose veineuse est une technique de diagnostic non invasive utilisée pour visualiser le flux sanguin dans les veines et identifier la présence de caillots sanguins ou de thrombus. Elle implique l'utilisation d'ondes ultrasonores pour créer des images en temps réel des veines et évaluer leur structure et leur fonction.
Les mesures d'entropie bidimensionnelle, dans le contexte de l'imagerie ultrasonore, font référence à des mesures quantitatives qui évaluent la complexité ou le caractère aléatoire de l'image ultrasonore. Ces mesures sont calculées en fonction de la répartition des intensités de pixels ou des niveaux de gris dans l'image.
L'entropie est un concept statistique qui quantifie la quantité d'informations ou d'incertitude dans un ensemble de données donné. En imagerie par ultrasons, les mesures d'entropie sont utilisées pour évaluer l'hétérogénéité ou la texture des tissus ou des modèles de flux sanguin.
En appliquant des mesures d'entropie bidimensionnelle aux images échographiques de thrombose veineuse, les cliniciens peuvent potentiellement obtenir des informations supplémentaires sur la complexité et les caractéristiques du thrombus. Ces informations peuvent aider à l'évaluation de la composition, de la structure et des complications potentielles du thrombus.
Il convient de noter que le calcul et l'interprétation spécifiques des mesures d'entropie bidimensionnelle peuvent varier en fonction de l'algorithme ou de la technique utilisée. Par conséquent, la méthode exacte et la signification clinique de ces mesures doivent être discutées avec un professionnel de la santé ou un spécialiste en échographie familier avec l'approche spécifique utilisée.
Jamin A, Hoffmann C, Mahe G, Bressollette L, Humeau-Heurtier A. Pulmonary embolism detection on : Preliminary results. Med Phys 2023;1-12 Détection d'embolie pulmonaire sur images échographiques de thrombose veineuse avec mesures d'entropie bidimensionnelle : résultats préliminaires https://aapm.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/mp.16568
Article libre d'accés
Des mesures d'entropie bidimensionnelle appliquées à des images ultrasonores semblent offrir des perspectives encourageantes pour la détection d'EP : notre première expérience, sur un petit jeu de données, montre que sur des images 112 × 112 px est capable de détecter l'EP. La prochaine étape de notre travail consistera à tester cette approche sur un jeu de données plus large et à intégrerdans un algorithme d'apprentissage automatique. De plus, cette étude pourrait également contribuer à la prédiction du risque d'EP pour les patients atteints de TVP
Merci aux auteurs pour cette publication ainsi qu'à GETBO, FCRIN INNOVTE ,et l' INSERM
Article libre d'accés
La thromboembolie veineuse (MTEV) est un problème de santé courant. Une expression clinique de la TEV est une thrombose veineuse profonde (TVP) qui peut entraîner une embolie pulmonaire (EP), une maladie grave. Lorsque la TVP est suspectée, une échographie est réalisée.
Cependant, les caractéristiques du caillot observées sur les images échographiques ne peuvent pas être liées à la présence de PE. L'angiographie par tomodensitométrie est l'examen de référence pour diagnostiquer l'EP. Néanmoins, cette dernière technique est coûteuse et nécessite l'utilisation d'agents de contraste.
Cependant, les caractéristiques du caillot observées sur les images échographiques ne peuvent pas être liées à la présence de PE. L'angiographie par tomodensitométrie est l'examen de référence pour diagnostiquer l'EP. Néanmoins, cette dernière technique est coûteuse et nécessite l'utilisation d'agents de contraste.
But
Dans cet article, nous présentons une méthode de traitement d'images basée sur des images échographiques pour déterminer si l'EP est associée ou non à une TVP des membres inférieurs. En termes d'équipement médical, cette nouvelle approche (traitement d'images par ultrasons Doppler) est peu coûteuse et assez simple.
Dans cet article, nous présentons une méthode de traitement d'images basée sur des images échographiques pour déterminer si l'EP est associée ou non à une TVP des membres inférieurs. En termes d'équipement médical, cette nouvelle approche (traitement d'images par ultrasons Doppler) est peu coûteuse et assez simple.
Méthodes
Dans le but d'aider les médecins à détecter l'EP, nous proposons ici de traiter des images échographiques de patients atteints de TVPPAprès une première étape basée sur l'égalisation d'histogrammes, la procédure d'analyse est basée sur l'utilisation de mesures d'entropie bidimensionnelle. Deux algorithmes différents sont testés : l'entropie de dispersion bidimensionnelle (Erreur de saisie mathématique ) mesurer.
Aperçu de l'étude. Tout d'abord, des images échographiques (au moins deux) ont été enregistrées pour chaque patient. Dans un second temps, des images de thrombus, de différentes tailles, ont été extraites manuellement par le médecin vasculaire de la zone du caillot sanguin localisée sur les images échographiques. Troisièmement, les images ont été prétraitées avec des méthodes d'égalisation d'histogramme. Quatrièmement, les valeurs d'entropie bidimensionnelle ont été calculées, avec deux méthodes, sur toutes les images (prétraitées et source). Enfin, ces valeurs d'entropie bidimensionnelle ont été comparées en deux étapes : les images ont été regroupées par ID de patient et chaque image a été considérée séparément.
Description du processus d'analyse statistique. Tout d'abord, les valeurs d'entropie 2D sont calculées à partir de toutes les images. Ensuite, trois valeurs p sont calculées avec : (1) toutes les valeurs d'entropie, (2) la moyenne des valeurs d'entropie de toutes les images de patients et (3) l'écart type des valeurs d'entropie de toutes les images de patients. Les deux dernières valeurs de p sont calculées pour évaluer l'impact de la répétabilité de la mesure. Enfin, pour les cas où les trois valeurs de p sont statistiquement significativement différentes ( valeur de p <0,05), la distribution et les courbes de fonctionnement du récepteur des valeurs d'entropie sont analysées.
Trente-deux patients (12 femmes et 20 hommes, 67,63 ± 16,19 ans), répartis en deux groupes (16 avec et 16 sans EP), composent notre base de données d'environ 1490 images échographiques (réparties en sept tailles différentes de 32×32 px à 128 × 128 px). Les valeurs de p , calculées avec le test de Mann-Whitney, sont utilisées pour déterminer si les valeurs d'entropie des deux groupes sont statistiquement significativement différentes. Les courbes de caractéristique de fonctionnement du récepteur (ROC) sont tracées et analysées pour les cas les plus significatifs afin de définir si les valeurs d'entropie sont capables de discriminer les deux groupes.
Dans le but d'aider les médecins à détecter l'EP, nous proposons ici de traiter des images échographiques de patients atteints de TVPPAprès une première étape basée sur l'égalisation d'histogrammes, la procédure d'analyse est basée sur l'utilisation de mesures d'entropie bidimensionnelle. Deux algorithmes différents sont testés : l'entropie de dispersion bidimensionnelle (Erreur de saisie mathématique ) mesurer.
Aperçu de l'étude. Tout d'abord, des images échographiques (au moins deux) ont été enregistrées pour chaque patient. Dans un second temps, des images de thrombus, de différentes tailles, ont été extraites manuellement par le médecin vasculaire de la zone du caillot sanguin localisée sur les images échographiques. Troisièmement, les images ont été prétraitées avec des méthodes d'égalisation d'histogramme. Quatrièmement, les valeurs d'entropie bidimensionnelle ont été calculées, avec deux méthodes, sur toutes les images (prétraitées et source). Enfin, ces valeurs d'entropie bidimensionnelle ont été comparées en deux étapes : les images ont été regroupées par ID de patient et chaque image a été considérée séparément.
Description du processus d'analyse statistique. Tout d'abord, les valeurs d'entropie 2D sont calculées à partir de toutes les images. Ensuite, trois valeurs p sont calculées avec : (1) toutes les valeurs d'entropie, (2) la moyenne des valeurs d'entropie de toutes les images de patients et (3) l'écart type des valeurs d'entropie de toutes les images de patients. Les deux dernières valeurs de p sont calculées pour évaluer l'impact de la répétabilité de la mesure. Enfin, pour les cas où les trois valeurs de p sont statistiquement significativement différentes ( valeur de p <0,05), la distribution et les courbes de fonctionnement du récepteur des valeurs d'entropie sont analysées.
Trente-deux patients (12 femmes et 20 hommes, 67,63 ± 16,19 ans), répartis en deux groupes (16 avec et 16 sans EP), composent notre base de données d'environ 1490 images échographiques (réparties en sept tailles différentes de 32×32 px à 128 × 128 px). Les valeurs de p , calculées avec le test de Mann-Whitney, sont utilisées pour déterminer si les valeurs d'entropie des deux groupes sont statistiquement significativement différentes. Les courbes de caractéristique de fonctionnement du récepteur (ROC) sont tracées et analysées pour les cas les plus significatifs afin de définir si les valeurs d'entropie sont capables de discriminer les deux groupes.
Résultats
Les valeurs de p montrent qu'il existe des différences statistiques entreErreur de saisie mathématique
de patients avec EP et de patients sans EP pour des images 112× 112 px et 128× 128 px. L'aire sous la courbe ROC (AUC) est supérieure à 0,7 (seuil pour un test équitable) pour les images 112×112 et 128×128. La meilleure valeur d'AUC (0,72) est obtenue pour des images de 112×112 px.
Les valeurs de p montrent qu'il existe des différences statistiques entreErreur de saisie mathématique
de patients avec EP et de patients sans EP pour des images 112× 112 px et 128× 128 px. L'aire sous la courbe ROC (AUC) est supérieure à 0,7 (seuil pour un test équitable) pour les images 112×112 et 128×128. La meilleure valeur d'AUC (0,72) est obtenue pour des images de 112×112 px.
Conclusion
Des mesures d'entropie bidimensionnelle appliquées à des images ultrasonores semblent offrir des perspectives encourageantes pour la détection d'EP : notre première expérience, sur un petit jeu de données, montre que sur des images 112 × 112 px est capable de détecter l'EP. La prochaine étape de notre travail consistera à tester cette approche sur un jeu de données plus large et à intégrerdans un algorithme d'apprentissage automatique. De plus, cette étude pourrait également contribuer à la prédiction du risque d'EP pour les patients atteints de TVP
Merci aux auteurs pour cette publication ainsi qu'à GETBO, FCRIN INNOVTE ,et l' INSERM
Analyse par Michel Dauzat
Professeur émérite - Université de Montpellier - UFR de Médecine de Montpellier-Nîmes
Professeur émérite - Université de Montpellier - UFR de Médecine de Montpellier-Nîmes
"Sur une banque de 1490 images échographiques (sonde convexe de 5 MHz) de thrombus veineux profonds des membres inférieurs, obtenues chez 32 patients dont 16 avec et 16 sans embolie pulmonaire démontrée par scanner thoracique ou scintigraphie de ventilation/perfusion, les auteurs ont appliqué, après normalisation de l'échelle de gris (histogram equalization), un calcul bi-dimensionnel d'entropie dans le but d'identifier les cas comportant une embolie pulmonaire.
Une différence significative de niveau d'entropie est apparue entre les cas avec et les cas sans embolie pulmonaire, mais sur les seules images échographiques de dimensions suffisantes (112x112 ou 128x128 pixels). L'aire sous la courbe sensibilité/spécificité (ROC) atteignait, au maximum, 0,72.
Les courbes ROC générées à partir des six cas où les valeurs de p , détaillées dans les tableaux 2 à 5 , montrent des différences statistiquement significatives ( valeurs de p ⩽0,040 ; méthode d'entropie :
; tailles d'image : 112× 112 px et 128× 128 px ; méthodes de prétraitement : exponentielle CLAHE, uniforme CLAHE et sans). CLAHE; égalisation adaptative de l'histogramme à contraste limité ; ROC ; Caractéristique de fonctionnement du récepteur.
Les courbes ROC générées à partir des six cas où les valeurs de p , détaillées dans les tableaux 2 à 5 , montrent des différences statistiquement significatives ( valeurs de p ⩽0,040 ; méthode d'entropie :
; tailles d'image : 112× 112 px et 128× 128 px ; méthodes de prétraitement : exponentielle CLAHE, uniforme CLAHE et sans). CLAHE; égalisation adaptative de l'histogramme à contraste limité ; ROC ; Caractéristique de fonctionnement du récepteur.
Les auteurs concluent qu'il s'agit d'une approche prometteuse qui nécessite d'être testée à plus large échelle et qui pourrait contribuer à la prédiction du risque d'embolie pulmonaire chez les patients porteurs d'une thrombose veineuse profonde des membres inférieurs.
Cet article, écrit par et pour des mathématiciens et physiciens, décrit de façon précise la procédure d'analyse, ses étapes, et ses variantes, en particulier, la phase préalable de normalisation sans laquelle aucune comparaison ne serait possible entre des images obtenues en différents sites et dans différentes conditions. La mesure bi-dimensionnelle d'entropie est ensuite détaillée (avec deux variantes) et l'analyse statistique est décrite précisément (prenant en compte, notamment, le fait que le nombre d'images disponibles était variable selon les patients).
Les résultats montrent en effet la capacité de la mesure d'entropie à distinguer les images provenant des patients avec ou sans embolie pulmonaire. Cependant, si cette différence atteint le seuil de signification (p<0.05), la distribution des valeurs individuelles, bien illustrée graphiquement, montre un net chevauchement, et l'aire sous la courbe ROC (au mieux égale à 0.72) souligne les limites de cette approche dans la perspective d'une utilisation diagnostique individuelle.
Cet article est rédigé de façon rigoureuse et les commentaires et conclusions des auteurs sont honnêtes et prudents, rappelant qu'il s'agit d'une étude préliminaire sur un petit groupe de sujets et qu'une série plus large est nécessaire pour en confirmer les résultats.
Les auteurs restent par contre très peu diserts sur l'hypothèse clinique justifiant cette recherche.
L'entropie reflète (et quantifie) l'hétérogénéité structurelle de l'image du thrombus, et il semble logique de penser que la structure interne du thrombus rend compte de son aptitude à se fragmenter et former des emboles. De nombreux travaux ont, dans le passé, tenté d'explorer cette relation. La nouveauté est l'application d'outils mathématiques sophistiqués après normalisation des images.
Néanmoins, les conditions d'acquisitions des images échographiques sont très variables selon le type de sonde, la fréquence des ultrasons, la gamme dynamique, la profondeur d'exploration, la nature des tissus interposés… Il n'est donc pas assuré, à ce stade, que cette approche puisse être, à court terme, exploitée pour évaluer le risque individuel d'embolie."
Il reste que cette recherche mérite d'être poursuivie car elle peut contribuer à une meilleure connaissance de "l'histoire naturelle" de la thrombose veineuse et à une interprétation mieux fondée des caractéristiques des images échographiques.
Commentaire
Depuis maintenant prè de 40 ans la texture du thrombus veineux en échographie intrigue et alimente les débats. Un thrombus volumineux présentant des Stries de Zahn pourrait être en relation avec un cancer. Les Stries de Zahn csont l'aspect hétérogène et strié d’un thrombus mixte constitué en alternance d’éléments figurés du sang (leucocytes, hématies, plaquettes) et de fibrine. Mais finalement rien n'a été démontré. L'élastographie n'a pas non plus fait avancer les choses. Relié l'aspect dun thrombus veineux des MI à une EP , c'est une très bonne idée et peut être une piste pour demain avec l'entropie bidimensionnelle appliquée à des images ultrasonores. Une piste à évaluer, l'histoire naturelle de la thrombose veineuse garde encore ses secrets....pour l'instant .....mais ..... “L'heure de la fin des découvertes ne sonne jamais.” Colette