IDLLe langage Interactive Data (IDL) est un langage de programmation reconnu et utilisé dans un grand nombre de disciplines, pour créer des visualisations pertinentes de données numériques complexes. Que ce soit à partir de programmes d’analyse simples ou d’applications à plus grande échelle, IDL propose l’environnement de programmation complet pour extraire des informations significatives à partir des données.

IDL : un langage de programmation moderne

Un grand nombre de découvertes scientifiques découle de l’analyse de données numériques complexes. Si la recherche scientifique est un élément clé de votre activité, vous avez besoin d’outils pour comprendre vos données, mais également pour utiliser efficacement ces informations : bref un outil performant vous permettant d’inspecter et d’analyser le contenu de vos données. L’utilisation d’unlangage de programmation moderne et puissant vous permettra de transformer vos informations numériques en représentations graphiques dynamiques, afin d’interpréter vos données, d’accélérer vos recherches, et de proposer sur le marché des applications pertinentes.

IDL : Solution informatique multiplateforme

IDL étant par ailleurs une solution multiplateforme, elle supporte les systèmes d'exploitation les plus couramment utilisés, aussi bien sous environnement Microsoft Windows®, Mac OS X, Linux ou Solaris.

IDL : solution logicielle intelligente

IDL est un système logiciel propriétaire de Exelis(http://www.exelisvis.com), c'est un langage informatique, facilement compréhensible par n'importe quel utilisateur d'ordinateur-alphabétisé. Il offre toute la puissance et la polyvalence des langages de haut niveau comme Fortran, Matlab et langage C.

IDL inclut un moteur d’analyse puissant et robuste, qui permet d’extraire, à partir des données, les informations statistiques et numériques spécifiques, dont on a besoin.

IDL inclut:

  • Une vaste librairie de routines performantes et supportant le 'multithreading', pour l'analyse de données.
  • La possibilité d'ajouter de propres routines spécifiques à la librairie existante, en développant des procédures plus rapidement qu'avec d'autres langages.
  • Une syntaxe simple, un typage de données dynamique, et des opérations orientées tableaux.
  • Des fonctionnalités intégrées pour traiter de nombreuses données, incluant des outils de maillage et d'interpolation 2D et 3D, des routines pour l'ajustement de courbes ou de surfaces, et la capacité d'effectuer des calculs en mode 'multithreading'.

IDL a largement contribué au développement des techniques d’imagerie médicale. Cette contribution a débuté par des solutions d’analyse et de visualisation pour les premiers processus d'imagerie, et se poursuit aujourd'hui avec le support des nouvelles technologies d'imagerie. Des solutions logicielles avancées, développées avec IDL, sont désormais intégrées avec des instruments d’imagerie majeurs, tels que les TEP, les scanners, les échographes ou IRM. La souplesse de programmation d'IDL et ses fonctionnalités d’analyse et de visualisation performante ont permis de favoriser différentes avancées dans la recherche médicale, au sein des plus grands hôpitaux et des laboratoires et ceci à l’échelle internationale.

Les images médicales sont enregistrées sous un format de fichier spécifique, le format DICOM : « Digital Imaging and Communications in Medicine ». Ce mode d’enregistrement permet de sauvegarder non seulement les images proprement dites, mais également les diverses données concernant le patient qui peuvent être, selon les cas, significatives lors de l'interprétation des images. IDL permet d'acquérir et de visualiser de tels fichiers, et offre en outre une possibilité de transfert de et vers les stations habituelles.

Pour les professionnels de l’imagerie médicale, le format DICOM s’impose aujourd’hui comme un standard, car il permet de communiquer des images de manière sûre, au sein des réseaux hospitaliers à travers le monde.

IDL supporte des standards médicaux, et facilite l’analyse d’images et le développement de nouvelles fonctionnalités. IDL dispose en effet de toutes les fonctionnalités nécessaires pour la visualisation et le traitement des images médicales: un environnement de programmation dynamique pour le développement d’applications, des fonctionnalités de traitement d’images haut de gamme, des modules robustes, spécifiquement dédiés au support du format DICOM.

La norme DICOM a été émise par l'ACR « American College of Radiology » en association avec la NEMA « National Electrical Manufacturers Association », elle est actuellement mise à jour par ces 2 comités auxquelles se sont joints d'autres comités d'experts internationaux tels le JRIA au japon, l'ANSI aux USA, le CENTC251 en Europe.

Actuellement plusieurs examens médicaux génèrent le format d’images DICOM. Parmi ces examens on peut citer la scintigraphie.

La scintigraphie est une technique d'imagerie médicale, visant à étudier le fonctionnement des organes, ce qui la distingue de la radiographie qui analyse leur morphologie uniquement. La scintigraphie rénale, par exemple, consiste à injecter dans une veine du bras un produit de faible radioactivité, qui va être filtré par le rein et passer dans les urines, montrant au passage la qualité de la fonction rénale dans son rôle d’épuration du sang.

Les « gamma-caméras » ou caméras à scintillation sont des appareils qui permettent à la médecine nucléaire d'effectuer des « scintigraphies », des examens qui fournissent des diagnostics détaillés sur le fonctionnement de la thyroïde, du cœur, des poumons, des reins et de bien d'autres parties du corps.

En réalisant des acquisitions à des intervalles de temps constants, il est possible de mesurer l'activité du traceur dans l'organe exploré en fonction du temps. Ce type d'acquisition, appelé acquisition dynamique, est notamment utilisé pour l'étude de la perfusion rénale.

Justement on distingue deux types d'examens : la scintigraphie rénale au DMSA (traceur qui se fixe dans les reins) et la scintigraphie rénale dynamique au DTPA ou au MAG3 (traceurs diurétiques éliminés par voie rénale et qui permettent l'évaluation du fonctionnement des reins).

Après l’acquisition, il faudra vérifier que le patient n’a pas bougé, en particulier lors des premières minutes où l’on détermine la fonction rénale. En cas de mouvement peu important, le programme IDL nous donne la main d’élargir la région d’intérêt rénale (Region of Interest : ROI): la dessiner sur une image sommée d’une minute. On pourra aussi, grâce à IDL, tracer des ROI manuelles que des rectangles ou des isocontours.

Les zones nommées « bruit de fond » sont destinées à éliminer l’activité non spécifique (qui n’est pas un bruit au sens du traitement de l’image) qui est à la fois vasculaire et interstitielle. La ROI de « bruit de fond » va rendre compte d’une superposition de ces deux composantes, dont les intensités respectives dépendent du choix de la ROI( superposition du foie, de la rate…,etc.), il est préférable de dessiner une ROI périrénale, dont la forme peut être rectangulaire, elliptique ou elle suit les contours du rein.

Grace à IDL, on peut programmer des interfaces qui peuvent être exécuté automatiquement ou manuellement le traçage des ROI, la génération des courbes rénales corrigées du « bruit de fond » et le calcul des paramètres spécifiques pour chacun des deux reins. Le programme IDL est censé de présenter le document final composé de :

  • Coordonnées du service.
  • Identité du patient.
  • Date de l’examen.
  • Série d’images sommées des différents temps de l’examen (en couleur ou en échelle de gris).
  • Durée des images présentées.
  • Latéralisation.
  • Dessin nominatif des ROI sur une image de somme.
  • Néphrogrammes corrigés (dont la latéralisation sera indiquée par une couleur ou par des pointillés) dessinés sur le même graphique.
  • Fonction relative (avec les valeurs normales).
  • Paramètres tubulaires éventuels.

IDL doit aussi afficher les néphrogrammes qui devront être exprimés en coups/seconde et à l’échelle adaptée au pic le plus haut.

Plusieurs autres applications médicales traitant les images fonctionnelles peuvent être programmées par IDL, déjà l’apparition de la mammographie numérique (imagerie par rayons X des seins) a permis d'utiliser de nouvelles applications:

  • Correction du rayonnement diffusé enangiomammographie/angiotomosynthèse double-énergie.
  • Présentation d’images en mammographie avec injection de produit de contraste

Finalement on peut conclure en disant que IDL est le langage de programmation préféré des scientifiques et des ingénieurs grâce à sa facilité de prise en main, sa simplicité d’utilisation mais également à cause du faible nombre de lignes de codes requises. IDL offre ainsi un cheminement simple et rapide des données aux résultats.

IDL propose une vaste bibliothèque de routines de traitement et d'analyse d'images. IDL permet alors d'extraire des informations significatives à partir de presque n'importe quel type d'image numérique. IDL inclut notamment des outils de transformation géométrique, de cartographie, des masques, des méthodes de calcul statistique, des outils de déformation et d'analyse des régions d'intérêt, des systèmes de gestion du contraste et des filtres.

IDL est spécifiquement conçu pour l'analyse et la visualisation d'une large gamme de données complexes, dont les jeux de données de grandes tailles (plusieurs giga-octets).

 

Elaboré par Yassine ARIBI

Doctorant au Laboratoire