Brevet FR2654532A1 — publié le 19910517

La présente invention concerne un procédé d'acquisition et de traitement de données médicales caractéristiques relatives à des organes creux du corps d'un patient, ainsi que le système pour la mise en oeuvre de ce procédé. On connait un procédé d'acquisition de données caractéristiques relatives à un organe creux, tel que le larynx d'un patient, du type consistant à enregistrer sur une cassette vidéo toutes les données caractéristiques relatives aux cordes vocales et de les observer sur un écran vidéo de visualisation afin de permettre à un praticien d'établir un diagnostic médical. Cependant, un tel procédé connu a pour inconvénient que l'accès aux données enregistrées sur la bande magnétique vidéo est séquentiel et, en conséquence, est relativement lent et ne permet donc pas à un praticien d'établir rapidement un diagnostic médical. La présente invention a pour but d'éliminer l'inconvénient ci-dessus en proposant un procédé d'acquisition et de traitement de données médicales caractéristiques relatives à un organe creux du corps d'un patient, tel que par exemple le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches, et caractérisé en ce qu'il consiste notamment à réaliser une image vidéo endoscopique colorée de l'organe creux ; à numériser l'image vidéo endoscopique et à mémoriser l'image numérisée ; à effectuer à l'image mémorisée notamment des opérations de seuillage et d'extraction ou de détection de contours de manière à inscrire en mémoire les seules informations d'image utiles susceptibles de posséder des caractéristiques d'une forme pathologique ou lésion donnée ; à transmettre ces informations d'image à un système serveur où sont préstockées des données d'images de lésions typiques ; à comparer les informations d'images aux données d'images préstockées de façon à rechercher au moins une image de lésion typique de forme et de coloration proches de la forme et de la coloration de l'image définie par les informations transmises ; et à visualiser simultanément sur un même écran vidéo à côté de l'image endoscopique à lésion donnée l'image de la lésion typique retrouvée ainsi que le diagnostic médical le plus probant. Selon une caractéristique de l'invention, le procédé consiste également à mémoriser dans un dispositif ordinateur de traitement et/ou à enregistrer dans un vidéodisque laser deux ou plusieurs images endoscopiques colorées respectivement lors de plusieurs consultations successives, à dénombrer les éléments d'image ou pixels de chacune des images endoscopiques mémorisées ou enregistrées et relatifs à une coloration d'une lésion déterminée, à calculer les différences entre nombres de pixels d'images endoscopiques successives et à visualiser sur l'écran vidéo les différentes images endoscopiques ainsi que les résultats des calculs des différences. L'invention propose également un système d'acquisition et de traitement de données médicales caractéristiques relatives à un organe creux du corps d'un patient et caractérisé en ce qu'il comprend une caméra vidéo couleur reliée par l'intermédiaire d'une optique d'adaptation à un fibroscope introduit dans l'organe creux à étudier, un dispositif ordinateur destiné notamment au traitement de l'image endoscopique colorée fournie par la caméra vidéo ou provenant d'un vidéodisque laser sur lequel a été enregistrée l'image endoscopique colorée afin de numériser l'image endoscopique, de la mémoriser dans une mémoire d'images de très grande capacité, de préférence du type matricielle, et de lui effectuer des opérations notamment de seuillage et de détection de contours pour inscrire dans la mémoire d'image des informations utiles de l'image définissant une forme et une coloration caractéristiques de celle-ci et un système serveur relié au dispositif ordinateur de traitement par un réseau de transmission de façon à transmettre au système serveur les informations de l'image, le système serveur étant adapté pour comparer ces informations de l'image à des données d'images préstockées relatives à des lésions typiques et transmettre au dispositif ordinateur de traitement au moins une image la plus proche, en forme et coloration, de celle représentée par l'information de l'image transmise ainsi que le diagnostic le plus probant, le dispositif ordinateur comportant un écran vidéo de visualisation simultané de l'image endoscopique à examiner et de l'image et du diagnostic transmis par le système serveur. Le dispositif ordinateur comprend une mémoire de masse dans laquelle sont mémorisées deux ou plusieurs images endoscopiques colorées prélevées par la caméra vidéo précitée respectivement lors de deux ou plusieurs consultations et pilote un lecteur du vidéodisque laser sur lequel sont enregistrées les deux ou plusieurs images endoscopiques colorées, le dispositif ordinateur étant agencé pour dénombrer les pixels, relatifs à une coloration d'une lésion déterminée, de chacune des images endoscopiques mémorisées dans la mémoire de masse ou enregistrées sur le vidéodisque laser et visualisées simultanément sur l'écran vidéo, et déterminer la différence entre les nombres de pixels d'images endoscopiques successives, les résultats des opérations des différences étant également affichés sur l'écran vidéo. D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront clairement à la lumière de la description explicative qui va suivre faite en référence à un mode de réalisation actuellement préféré du système selon l'invention donné simplement à titre d'illustration et qui ne saurait donc en aucune façon limiter la portée de l'invention, représenté schématiquement dans la figure unique annexée. En se référant à cette figure, le système conforme à l'invention comprend une table de mixage 1 dans le cas présent à huit entrées destinées à l'acquisition synchrone d'images vidéo provenant respectivement de huit caméras vidéo 2-9, où les caméras vidéo 2-8 sont destinées à saisir des images respectivement de données médicales caractéristiques relatives à un organe creux du corps d'un patient, la caméra vidéo 9 étant destinée à saisir le morphotype du patient. Dans la description qui va suivre, l'organe creux du patient à examiner est le larynx de celui-ci mais il est bien entendu que l'invention s'applique également à l'examen d'autres organes creux tels que le pharynx, la trachée, les bronches, etc... ,d'un patient. La caméra vidéo 2 est couplée par l'intermédiaire d'une optique d'adaptation 10, connue en soi, à un fibroscope ou endoscope 11 introduit dans le larynx du patient. Le fibroscope 11 est alimenté par exemple par une lumière froide ou une lumière stroboscopique ou encore une lumière de longueurs d'ondes permettant la fluorescence ou analogue et peut comporter, si nécessaire, un dispositif optique grossissant. La caméra 2 permet ainsi de fournir à l'entrée correspondante de la table de mixage 1 une image vidéo dynamique de l'activité des cordes vocales pendant la phonation. La caméra 2 peut être une caméra à tube ou une caméra CCD ou à une seule dominante de couleur permettant la fluorescence spontanée ou provoquée par un colorant injecté dans l'organisme de façon à fournir une image vidéo d'une coloration déterminée typique d'une pathologie médicale ou lésion détectée. La référence 12 désigne schématiquement un laryngographe ayant deux électrodes (non représentées) placées sur la peau en regard du larynx du patient et reliées à un oscilloscope 13, la caméra vidéo 3 filmant le signal électrique représenté sur l'écran de l'oscil- loscope et correspondant aux vibrations des cordes vocales pendant la phonation. La caméra vidéo 4 filme sur l'écran d'un sonographe 14 un signal électrique correspondant au son détecté par un microphone 15 associé au sonographe afin de dépister d'éventuelles pathologies d'effort vocal jusque là méconnues. La caméra vidéo 9, comme déjà expliqué précédemment, filme le morphotype du patient P.Plus précisément, en laryngologie, elle permet d'observer le patient parlant par exemple tête fléchie ou tête en extension, la voix n'étant pas la même et l'image des cordes vocales étant différente à ces deux positions afin de détecter une éventuelle anomalie ou tout simplement un artefact. Si nécessaire, d'autres données médicales sont associées à celles ci-dessus saisies par les caméras 2, 3, 4 et 9. Ainsi, pendant la fibroscopie, la pression oesophagienne est transformée en une image vidéo par la caméra 5 qui filme le signal électrique relatif à cette pression apparaissant à l'écran d'un oscilloscope 16 et provenant d'un capteur de pression de l'oesophage 17. La caméra 6 est une caméra spécifique pour l'analyse cytologique des tissus et coopère avec un ensemble dispositif électronique - microscope 18 pour l'observation cytologique d'éventuelles lésions. La caméra vidéo 7 est destinée à filmer un électrocardiogramme apparaissant à l'électrocardiographe 19 auquel sont reliées des électrodes EGC symbolisées en 20.Enfin, la caméra 8 est destinée à saisir divers éléments utiles du dossier médical, tels que des examens radiologiques, des analyses, des interdictions de thérapie chez certaines catégories de patients (nourrisson, femme enceinte, diabétique, prostatique, allergique, cancéreux,...), tous ces éléments étant symbolisés en 21. Toutes les données médicales définies ci-dessus sont ainsi transmises en synchronisme à la table de mixage 1, dont la sortie est reliée à un magnétoscope 22 enregistrant tout ou partie des données médicales sur la bande magnétique d'une cassette vidéo, ces données médicales pouvant être visualisées sur un écran vidéo 23. Ainsi, le larynx peut être observé dynamiquement sur l'écran 23 avec les autres paramètres médicaux enregistrés en synchronisation sur la cassette vidéo. L'image endoscopique du larynx ainsi que les images des autres données médicales associées à l'image endoscopique sont également transmises à un dispositif 24 enregistrant ces images sur un vidéodisque laser, le dispositif 24 étant également apte à lire les informations d'image enregistrées sur le vidéodisque laser afin de les visualiser sur l'écran vidéo 23. Le vidéodisque laser permet une grande vitesse d'accès à chacune des images qui y sont inscrites et de stocker une grande quantité d'images (environ 50 000) concernant des données médicales de patients. Les images vidéo en sortie de la table de mixage 1, notamment l'image endoscopique du larynx, sont également transmises à un dispositif ordinateur de traitement 25. Ce dispositif comprend un processeur analogique 26, connu en soi, relié à la sortie de la table de mixage 1 et effectuant l'échantillonnage des images vidéo et leur codage correspondant à la quantification de l'intensité de chaque élément d'une image ou pixel en une valeur numérique. Bien entendu, l'échantillonnage du signal vidéo en sortie de la matrice 1 n'est pas nécessaire si celui-ci ne provient uniquement que de la caméra 2 du type CCD.Le dispositif 25 comprend de plus une mémoire d'images 27 de très grande capacité et, de préférence, du type matricielle, bidirectionnellement reliée au processeur analogique 26, et un ensemble 28 de processeurs spécialisés d'images tels que notamment processeurs de seuillage, d'extraction de contours d'image, de filtrage, etc..., bidirectionnellement reliés au processeur analogique 26 et à la mémoire d'images 27. Les échanges de données entre le processeur analogique 26, la mémoire d'images 27 et l'ensemble de processeurs spécialisés 28 s'effectuent par un bus rapide. Le dispositif 25 comprend de plus un ordinateur ou calculateur 29 bidirectionnellement relié au processeur analogique 26, aux processeurs spécialisés 28, à une mémoire de masse 30 par exemple du type disque dur de très grande capacité de stockage d'images et à un modulateur-démodulateur (MODEM) 31. L'ordinateur 29 est également unidirectionnellement relié à un clavier 32. L'ordinateur 29 contrôle le fonctionnement du processeur analogique 26 de façon que celui-ci commande l'acquisition d'images vers la mémoire 27, les processeurs spécialisés pour le choix de l'algorithme de traitement et les échanges de données entre la mémoire d'images 27 et la mémoire de masse 30. La visualisation des résultats de traitement s'effectue par l'intermédiaire du processeur analogique 26 sous contrôle de l'ordinateur 29 qui pilote également le dispositif 24 de façon à notamment rechercher sur le vidéodisque laser l'image d'un patient et la restituer au processeur analogique 26 en vue d'un traitement particulier. L'ordinateur 27 permet également de calculer le nombre d'éléments d'images d'une coloration déterminée d'une image endoscopique saisie comme il sera expliqué ultérieurement.Le MODEM 31 permet un échange de données, par l'intermédiaire d'un réseau de transmission, entre l'ordinateur 29 et un système serveur 33 où sont préstockées sur un vidéodisque laser des données d'images relatives à des lésions typiques. Le système serveur 33 permet, par un algorithme de reconnaissance de formes et de colorations, de comparer une image qui lui est transmise à une ou plusieurs images du vidéodisque laser et de forme et de coloration proches de l'image transmise. La ou les images reconnues comme étant les plus proches de l'image reçue sont transmises à l'ordinateur 29 simultanément avec le ou les diagnostics les plus probants sur l'image à étudier. Le système serveur 33 et le dispositif ordinateur 25 coopèrent ainsi en vue d'une aide à un diagnostic comme cela sera plus détaillé ultérieurement. Le fonctionnement du système conforme à l'invention va être maintenant décrit. Parmi les images médicales saisies par les caméras vidéo, l'image endoscopique du larynx est la plus intéressante. Le système sera donc décrit comme traitant l'image endoscopique provenant de la caméra 2. Comme déjà expliqué précédemment, la caméra 2 fournit une image colorée résultant de la fluorescence ou du colorant injecté dans l'organisme et dont l'aspect est analysé afin de connatre l'évolution d'une lésion particulière ou de connaître l'impact dans le temps d'une chimiothérapie. Plus précisément, lors d'une première consultation du patient, l'image vidéo provenant de la caméra 2, après numérisation, si nécessaire, par le processeur 26, est mémorisée dans la mémoire d'images 27, et l'ordinateur 29 compte le nombre d'éléments d'images ou pixels de l'image mémorisée, par exemple représentatifs d'un rouge sombre témoin d'une lésion. Le nombre calculé sera par exemple Y. Cette opération de dénombrement d'éléments d'images est recommencée lors de chacune des consultations successives, effectuées par exemple tous les mois. Ainsi, au deuxième mois de consultation, l'ordinateur 29 dénombre, par exemple Z, éléments d'image du rouge de la nouvelle image mémorisée dans la mémoire d'images 27 et calcule la différence Y - Z.L'ordinateur 29 commande également l'affichage sur l'écran 23 de l'image endoscopique mémorisée lors de la première consultation sur une première partie de l'écran et de l'image endoscopique mémorisée à la deuxième consultation sur l'autre partie de l'écran avec apparition sur celui-ci du résultat de la différence entre le nombre d'éléments d'images du rouge de la première image et le nombre d'éléments d'images du rouge de la seconde image. Lors de la troisième consultation, l'ordinateur 29 fait apparaître sur l'écran 23 les trois images respectivement des trois consultations ainsi que les résultats de chacune des différences entre nombres d'éléments d'images d'images successives.De même, lors d'une quatrième consultation, l'écran 23 est partagé en quatre parties relatives respectivement aux quatre images résultant des quatre consultations avec affichage sur celui-ci des résultats des différences entre nombres d'éléments d'images d'images successives. Bien entendu, les données relatives aux images endoscopiques obtenues lors de différentes consultations de plusieurs patients sont enregistrées sur le vidéodisque laser et sur la bande magnétique d'une cassette vidéo et sont mémorisées dans la mémoire de masse 30.Ainsi, l'ordinateur 29, pour calculer la différence entre le nombre de pixels caractéristiques d'une image endoscopique saisie lors d'une première consultation d'un patient et déjà mémorisée dans la mémoire de masse 30 ou enregistrée sur le vidéodisque laser et le nombre de pixels caractéristiques d'une image endoscopique saisie lors d'une consultation suivante du patient et mémorisée dans la mémoire d'images 27, va rechercher, sous la commande d'un programme stocké dans une mémoire morte de l'ordinateur 29, l'image endoscopique de la première consultation du patient dans la mémoire de masse 30 ou dans le vidéodisque laser, effectuer un calcul du nombre de pixels caractéristiques de cette image ainsi que du nombre de pixels caractéristiques de l'image endoscopique de la deuxième consultation stockée dans la mémoire d'images 27 et calculer la différence entre ces deux nombres.Les résultats des différents calculs de dénombrement de pixels relatifs à des images endoscopiques successives du larynx d'un patient sont mémorisés dans une mémoire vive de l'ordinateur 29 et effacés ensuite de cette mémoire après exploitation de ces résultats. Ce procédé de dénombrement de pixels caractéristiques permet ainsi de rendre plus objectif le diagnostic et d'amener le praticien vers un traitement adéquat. L'analyse d'une image endoscopique pathologique délicate peut être facilitée en associant à celle-ci toutes les autres données médicales provenant des caméras 3-9 et mémorisées notamment sur le vidéodisque laser par l'intermédiaire du dispositif 24 afin d'une aide plus efficace au diagnostic. Cependant, malgré l'association de ces données médicales supplémentaires à l'image endoscopique analysée, le praticien peut être hésitant sur le diagnostic. Dans une telle situation, le praticien, à l'aide du clavier 32, donne des instructions à l'ordinateur 29 pour qu'il ordonne au processeur spécialisé 28 d'effectuer notamment des opérations de seuillage et d'extraction ou de détection de contours de l'image vidéo endoscopique mémorisée dans la mémoire 27 de manière à inscrire dans cette mémoire 27, une fois cette opération effectuée, les seules informations d'image utiles possédant des caractéristiques d'une forme pathologique ou lésion donnée, les autres informations de l'image considérée ne présentant pas d'intérêt étant effacées de la mémoire 27.L'ordinateur 29 commande ensuite la transmission de l'image mémorisée dans la mémoire 27 vers le système serveur 33 par l'intermédiaire du MODEM 31 et du réseau de transmission. Les informations de l'image à analyser reçues par le système serveur sont comparées aux données d'images de lésions typiques mémorisées au vidéodisque laser du système serveur 33 jusqu'à retrouver une ou plusieurs images de lésions typiques, dont la forme et la colorimétrie sont les plus proches de la forme et de la colorimétrie de l'image à analyser. Les images de lésions typiques retrouvées ainsi que le diagnostic qui leur correspond sont transmis par le système serveur 33 à l'ordinateur 29 du dispositif de traitement 25 de façon à être visualisés à l'écran vidéo 23 à côté de l'image endoscopique à analyser.Le praticien voit ainsi sur l'écran 23 une ou plusieurs images semblables à l'image à analyser ainsi que les diagnostics les plus probants, ce qui lui permet d'établir un diagnostic précis sans perte de temps aussi bien pour lui-même que pour le patient. A titre d'exemple, trois images semblables à l'image analysée sont affichées à l'écran 23 à côté de cette dernière ainsi que trois diagnostics les plus probants. L'image endoscopique stockée dans la mémoire d'images 27 devant subir les opérations de seuillage et d'extraction de contours mentionnées ci-dessus provient soit de la caméra vidéo 2, soit du vidéodisque laser sur lequel a été préalablement enregistrée l'image endoscopique par le dispositif 24. Bien entendu, un code particulier est attribué à chaque patient afin de permettre à l'ordinateur 29 de retrouver sur le vidéodisque laser lu par le dispositif 24 et sur la mémoire de masse 30 toutes les images que l'organe creux à étudier du patient saisies lors des différentes consultations successives et de les comparer dans le temps pour juger de l'efficacité d'un traitement particulier Le système conforme à l'invention permet ainsi à un praticien d'avoir rapidement à sa disposition toutes les données médicales utiles pour connaître l'évolution d'une lésion et/ou de connaître précisément l'impact d'une chimiothérapie pratiquée. De plus, le système de l'invention permet au praticien de l'aider rapidement et efficacement dans son diagnostic. REVENDICATIONS 1. Procédé d'acquisition et de traitement de données médicales caractéristiques relatives à un organe creux du corps d'un patient, tels que par exemple pharynx, larynx, trachée, bronches, caractérisé en ce qu'il consiste notamment à réaliser une image vidéo endoscopique colorée de l'organe creux ; à numériser l'image vidéo endoscopique et à mémoriser l'image numérisée ; à effectuer à l'image mémorisée notamment des opérations de seuillage et d'extraction ou de détection de contours de manière à inscrire en mémoire les seules informations d'image utiles susceptibles de posséder des caractéristiques d'une forme pathologique ou lésion donnée ; à transmettre ces informations d'image à un système serveur (33) où sont préstockées des données d'images de lésions typiques ; à comparer les informations d'images aux données d'images préstockées de façon à rechercher au moins une image de lésion typique de forme et de coloration proches de la forme et de la coloration de l'image définie par les informations transmises ; et à visualiser sur un même écran vidéo (23) à côté de l'image endoscopique à analyser l'image d'une lésion typique retrouvée ainsi que le diagnostic le plus probant. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à rechercher trois images de lésions typiques de forme et de coloration proches de la forme et de la coloration de l'image endoscopique à analyser et à visualiser sur l'écran vidéo (23), à côté de l'image endoscopique à analyser, ces trois images de lésions typiques ainsi que les trois diagnostics les plus probants. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il consiste à enregistrer ou mémoriser dans un dispositif ordinateur de traitement (25) et/ou à enregistrer dans un vidéodisque laser deux ou plusieurs images endoscopiques colorées saisies respectivement lors de deux ou plusieurs consultations successives d'un patient ; à dénombrer les éléments d'images ou pixels de chaque image mémorisée et relatifs à une coloration d'une lésion déterminée ; à calculer la différence entre les nombres de pixels d'images successives ; et à visualiser sur l'écran vidéo (23) les différentes images endoscopiques mémorisées ou enregistrées ainsi que les résultats des calculs des différences. 4. Système d'acquisition et de traitement de données médicales caractéristiques relatives à un organe creux du corps d'un patient pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini aux revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend une caméra vidéo couleur (2) reliée par l'intermédiaire d'une optique d'adaptation (10) à un fibroscope (11) introduit dans l'organe creux à étudier ; un dispositif ordinateur (25) destiné notamment au traitement de l'image endoscopique colorée fournie par la caméra vidéo (2) ou provenant d'un vidéodisque laser sur lequel a été enregistrée l'image endoscopique colorée afin de numériser l'image endoscopique, de la mémoriser dans une mémoire d'images (27) de très grande capacité, de préférence de type matriciel, et de lui effectuer des opérations notamment de seuillage et de détection de contours pour inscrire dans la mémoire d'images (27) des informations utiles de l'image définissant une forme et une coloration caractéristiques de celle-ci et un système serveur (33) relié au dispositif ordinateur de traitement (25) par un réseau de transmission de façon à transmettre au système serveur (33) lesdites informations d'image, le système serveur (33) étant adapté pour comparer ces informations d'images à des données d'images préstockées relatives à des lésions typiques et transmettre au dispositif ordinateur de traitement (25) au moins une image la plus proche, en forme et coloration, de celle représentée par les informations d'images reçues ainsi que le diagnostic le plus probant, le dispositif ordinateur (25) commandant la visualisation simultanée, à l'écran vidéo (23), de l'image endoscopique à analyser et de l'image de la lésion typique ainsi que le diagnostic médical le plus probant. 5. Système selon la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif ordinateur (25) comprend une mémoire de masse (30) dans laquelle sont mémorisées deux ou plusieurs images endoscopiques colorées prélevées par la caméra vidéo (2) respectivement lors de deux ou plusieurs consultations et pilote un dispositif (24) de lecture du vidéodisque laser précité sur lequel sont enregistrées les deux ou plusieurs images endoscopiques colorées, le dispositif ordinateur (25) étant agencé pour dénombrer les pixels, relatifs à une coloration d'une lésion déterminée, de chacune des images endoscopiques mémorisées dans la mémoire de masse (30) ou enregistrées sur le vidéodisque laser et visualisées simultanément sur l'écran vidéo (23) et déterminer les différences entre les nombres de pixels d'images successives, les résultats des opérations de différence étant également affichés sur l'écran vidéo (23). 6. Système selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que les données relatives aux images de lésions typiques précitées sont préstockées sur un vidéodisque laser associé au système serveur (33). 7. Système selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que l'image numérique endoscopique stockée dans la mémoire d'images (27) précitée lors d'une consultation est traitée par le dispositif ordinateur (25) avec celles mémorisées dans la mémoire de masse (30) ou enregistrées dans le vidéodisque laser pour calculer les différences précitées. 8. Système selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend d'autres caméras vidéo (3-8) fournissant des images vidéo caractéristiques de données médicales supplémentaires et une caméra vidéo (9) fournissant une image du morphotype du patient, les caméras vidéo (3-9) ainsi que la caméra vidéo (2) fournissant l'image endoscopique étant reliées à une table de mixage (1), dont la sortie est reliée au dispositif ordinateur (25) et au dispositif (24) d'enregistrement et de lecture du vidéodisque laser. 9. Système selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que les images vidéo précitées sont également enregistrées sur une bande magnétique d'une cassette vidéo.