L'imagerie numérique en médecine et en chirurgie

Principes

Dans un appareil numérique, la pellicule est remplacée par un capteur CCD (Charge Coulped Device) qui transforme les impulsions lumineuses en impulsions électriques. Chaque image est stockée sur un support amovible (carte) et sauvegardée sous forme de fichier informatique utilisable par un ordinateur. Cette technologie permet en pratique :

• d'utiliser l'appareil en n'importe quelles circonstances, sans problème d'approvisionnement de pellicule,
• de visualiser au fur et à mesure les clichés et de pouvoir les supprimer,
• d'enregistrer une grande quantité d'images,
• d'avoir le choix entre plusieurs définitions et plusieurs tailles d'image en fonction des besoins.

Depuis plusieurs mois les co ûts ne cessent de baisser et les constructeurs offrent un large éventail de matériel.

capteur CCD

photo: rueducommerce.com

Définition / Taille / Résolution

Définition

Une image est définie par le nombre pixel qui la compose. Un pixel est une unité élémentaire photonique indivisible. Plus il y a de pixel, plus la définition est haute.

Résolution

La résolution est le rapport : nombre de pixel / unité de longueur (généralement en cm chez nous, en inch chez les américains). L'unité est le DPI (dots per inches) ou PPP (points par pouce). Plus il existe de pixel par cm, meilleure est la résolution.

On distingue donc trois classes de capteurs en fonction de cette résolution, exprimées en pixels:

D'emblée, la basse résolution est à éviter. Elle ne peut fournir d'image compatible avec une utilisation médicale fine ou à visée interprétatoire.

Un capteur à 2,1 Mpixels autorise des impressions jusqu'à 1600 x 1200 points. Une page A4 correspond à 600 x 800 pixels.

Taille en octets

Taille en octets ou poids : la taille théorique d'une image est définie par le produits en pixels X x Y (X= longueur et Y largeur). Ainsi une image de 200 pixels x 400 pixels "pèse" théoriquement 80000 octets (soit 80 ko) hors compression.

Compression: certains formats de fichier compressent les données en applanissant les octets similaires côte à côte et les espaces vides. Plus la compression est forte (et donc le poids faible) plus la perte est importante à la reconstruction de l'image. Il faut donc savoir faire la balance entre les deux paramètres. Généralement sur une échelle de qualité rendue entre 0 (fichier minimaliste) et 12 (pas de compression) on retient les grades 5 ou 6 (qualité moyenne). Tout dépend de la taille de départ de l'image:

• une coupe anatomopathologique de format A3 à résolution maximale en millions de couleurs risque de perdre de précieuses informations à la compression. Elle doit donc être limitée (grade 8 ou 9) même si le fichier enregistré pèse lourd,
• une photo opératoire de format 24x36 peut absorber une compression importante sans perte majeur pour la restitution (grade 5).

image de 5,29cm par 6,42 cm
150 x 182 pixels
72 dpi ou 28 pixels/cm
22Ko

la même (détail)
500 x 600 pixels
72 dpi ou 28 pixels/cm
297 Ko

Zoom :

la finesse des détails dépend de la définition du cliché de base.

Dans l'exemple ci-dessous, une image anatomopathologique (1024 x 833 pixels - 92 dpi - 2,45 Mo) conserve une qualité correcte à une echelle de 200 %. Ce type d'image nécessite une résolution et une définition maximale pour permettre un interprétation correcte.

echelle 50%

echelle 100%

echelle 200 %

La couleur

Plusieurs systèmes de codage des couleurs existent. Le plus courant est le système RVB (Rouge, Vert, Bleu) fonctionnant sur l'addition infinie de ces trois nuances de base. Le stockage de l'information colorisé est faite en "Bits"; 8 bits correspondent à 256 couleurs; 24 bits correspondent à 16 millions de couleurs beaucoup plus approprié pour la photo médicale.

Un excellent court est diponible sur

Format et Fichiers

Trois formats majeurs standardisés se partagent le marché.

• GIF : Graphics Interchange Format. Format de Compuserve utilisant la technique de compression (Lempel-Ziv-Welch), peu destructrice.
  Format standard à utiliser pour les images à haute définition (lésion clinique, anatomopathologie par exemple). le Format GIF n'est utilisable qu'en mode de couleur indexées (et non pas RVB).
• JPG :ou JPEG (Join Photographic Expert Group). La technique de compression utilisée est plus "destructrice" que le GIF.
  Format à utiliser pour les images à définition moyenne ou basse (champs opératoire par exemple).
• TIF : Tag Image Format File. Format créé au départ pour l'échange entre système d'exploitation différent. Ce format est souvent retrouvé dans les programmes d'acquisition de scanner à plat.

Supports de sauvegarde

Un appareil photo numérique est un ordinateur sans disque dur. Il est donc nécessaire d'ajoindre des supports pour sauvegarder les données sous forme de fichiers.

Il existe plusieurs types de support dont la carte compactflash, la memory stick, la smart media et la disquette classique. Chaque marque propose des capacités de 8, 16, 32, 64 et même 128 Mo.

Commentaires du site www.picbull.fr, spécialiste de l'image:

• carte compactflash : "La rigidité de ces cartes en font un support résistant. Deux standards existent : la type 1 et la type 2. Attention, si la type 1 peut s'adapter à tous les appareils photo numériques acceptant des compactflash, ce n'est pas le cas de la type 2, compatible uniquement sur des appareils acceptant la type 2"
• Memory stick : "Sony a développé une norme dite "propriétaire", c'est-à-dire une norme acceptée uniquement par les produits de la marque SONY. L'avantage : vous pouvez mettre votre carte dans un baladeur MP3, un appareil photo, un caméscope. La Memory Stick se caractérise par son très faible encombrement dû à son épaisseur n'excédant pas les 3 mm ! "
• Smartmedia: "Plus limitées en stockage que les compactflash, les cartes Smartmedia ont un avantage : leur coût. Il est à noter que les smartmédia peuvent aussi être utilisées pour les baladeurs MP3."

Tableau : capacités de stockage d'une carte compactFlash:
(nombre de photos stockables)

une carte de 64 Mo permet de stocker 1300 images de définition et de qualité de base. (24x36 classique).

Quelques exemples de matériels et de prix

appareil photo

Utilisation: macroscopie, photographie à grand champs.

Six marques majeures de qualités se partagent le marché semi professionnel et professionnel: Canon - Fujifilm - Kodak - Nikon - Olympus - Sony.

Les prix varient de 300 à plus de 2000 euros. Tous sont équipés de zoom, d'un flash automatique. Beaucoup de sites internet proposent des tarifs appréciables. Pratiquement tous les modèles sont équipés de fonctions automatisés comme la balance des blancs, le type de lumière utilisés (jour néon, montagne...). Beaucoup propose un mode rafale (temps entre chaque prise de vue réduit), un mode vidéo sur quelques secondes. Les critères importants pour le choix sont, outre le prix, la qualité des images rendues, la résolution potentielle et le support de sauvegarde.

Un brochure en PDF est utilisable sur le site de la Fnac, comparant plusieurs modèles.

Les appareils sont livrés avec un cable (souvent USB) pour le tranfert vers un ordinateur, un logiciel de transfert et généralement un logiciel de gestion de bibliothèque d'image et un chargeur de batterie sur secteur.

scanner à plat:

utilisation: transformation de diapos ou de photo argentique en fichier numérique.

Une grande variété de modèle sont disponible à tous les prix. Les critères de choix à prendre en compte sont également la résolution, la vitesse de numérisation et la possibilité de scanner des films diapositives. Certain modèle proposent des chargeurs à diapositives permettant leur numérisation 20 par 20 ou 50 par 50. Très utile pour classer un diapothèque. Des fiches techniques comparatives des principaux modèles sont disponibles sur le site de la Fnac (au format PDF).

Utilisation des images en communautés: les principes éthiques

L'utilisation et la diffusion d'images de tiers dans le cadre d'une activité professionnelle est soumise à une législation très précise.

Le principe de confidentialité s'applique entièrement aux images et photos numériques.

Les éléments et documents concernant nominativement un patient doivent obligatoirement être inclus dans le dossier médical (décret du 30 mars 1992, n° 92.329 relatif au dossier médical et à l'information des personnes accueillies dans les établissements de santé publics ou privés et modifiant le Code de Santé public).

Le consentement du sujet est explicitement demandé pour utiliser son image soit dans le cadre d'une télé-expertise, d'un dossier patient, d'une communication.

Le sujet à un droit de regard sur ces données : visualisation, modification, suppression. Toute personne a un droit exclusif sur une telle image, sa production et sa reproduction ; auquel s'ajoute le droit au respect de la vie privée et de l'intimité de la vie privée.

Diffusion de l'image: toute personne a dans le cadre du droit exclusif qu'elle a sur son image, et sur l'utilisation qui en est faite, le droit de "s'opposer à cette diffusion sans son autorisation expresse et spéciale" (JCP. 70.2 - 16328).

Traitement de l'image: "toute personne& effectuant un traitement d'informations nominatives, s'engage de ce fait, vis-à-vis des personnes concernées, à prendre toutes précautions utiles, afin de préserver la sécurité des informations et notamment d'empêcher qu'elles ne soient déformées,&ou communiquées à des tiers non autorisés" (article 29, Loi n° 7817 du 6 janvier 1978).

Par ailleurs, aucune mention ou suggestion ne doit apparaître sur l'image permettant d'indiquer l'identité du sujet: nom, prénom, âge, date de naissance, etc.
Les photos de type portrait doivent dans la mesure du possible masquer au moins le regard.

En pratique:
source: Droit et image en médecine, F. PIERRE , M. PICHON , J.H. SOUTOUL:

"...Si l'on veut se résumer :

- soit l'image fait l'objet d'un "contrat commercial" entre le patient et le médecin, et est l'objet d'une rémunération et il est alors la propriété du patient. Dans ce cas là l'enregistrement sera nominatif (date et nom) et pourra être utilisé par lui à sa guise quel que soit le contexte. Si le médecin voulait en utiliser un exemplaire, il se doit d'en demander l'autorisation aux patients en précisant bien l'utilisation qu'il veut en faire. Il en serait de même, dans le cas où l'enregistrement n'est pas effectué moyennant une rémunération, mais offert gracieusement.

- soit des photos ou des portions d'enregistrements per-opératoires sont effectués sans que le patient n'ait été préalablement averti et à notre sens deux situations différentes existent :

• Des clichés sont faits à but diagnostique ou de surveillance et peuvent être alors intégrés comme des éléments nominatifs du dossier et doivent y être répertoriés (photos, enregistrements) et notifiés sur le compte rendu opératoire. Ils sont licites que s'ils ont un réel intérêt pour le diagnostic ou la surveillance du patient. Pour être un élément du dossier, les références exactes du patient doivent être intégrées dans le document au moment de sa prise, au même titre que pour tout résultat d'examen complémentaire, clichés de radio., etc& Mais quelle valeur juridique donner à ces images médicales en tant que pièces du dossier& ? Une loi s'impose donc ou tout du moins une modification au décret n° 92.329 du 30 mars 1992.
• Des photos ponctuelles ou enregistrements très brefs effectués pendant l'intervention, dans l'anonymat le plus complet et sans qu'aucun repère chronologique ou numérique ne puisse permettre de repérer le patient qui a été l'objet de ses documents. Ils sont alors à seul but d'iconographie d'enseignement, et doivent être dissociés du dossier dès qu'ils ont été effectués. Aucune trace de leur existence ne doit alors apparaître dans celui-ci. C'est en quelque sorte l'équivalent d'une pièce opératoire ou d'une photo anatomique que l'on aurait effectuée de façon ponctuelle. ..."

Les logiciels de retouche ou de manipulation d'image

Un logiciel de retouche d'image est indispensable, au moins pour rectifier un cadrage, une taille d'image trop importante, sauvegarder en multiple format, faire des annotations directes et modifier le contraste, la luminosité et la balance des couleurs.

Le logiciel Photoshop (version 6 actuellement) rend tout ces services de manière parfaite, fiable et propre. Il prend en charge également les paramètres d'impression. Il est disponible en version d'évaluation à l'adresse:

D'autres logiciels moins performants ou moins puissants existent, très souvent en shareware sur le web: , , , , The Gimp ...

Une liste complète de logiciels shareware est disponible sur le site Yahoo:

exemple d'images retouchées avant utilisation:

IMAGES BRUTE	IMAGES RETOUCHEES
	Rehaussement du contraste Rehaussement de la luminosité Insertion d'une annotation Balance des couleurs vers le bleu
	Rehaussement du contraste Rehaussement de la luminosité Insertion d'une annotation Balance des couleurs vers le rouge

logiciel: Adobe photoshop V6

Recommandations

Fournitures standards recommandées pour une utilisation large, dans le cadre d'une activité clinique hospitalière ou libérale :

• Boitier CCD entre 2 et 3 Mpixels, carte de sauvegarde de 16 Mo au moins,
• relié à un PC contenant suffisamment de place pour le transfert: pentium 3 ou plus, disque 10 Go, 600 mz ou plus,
• écran couleur de 17 pouces, en 1024 x 800 et 24 ou 32 bits,
• imprimante jet d'encre couleur (type HP 930C),
• option: graveur CD, très utile pour un stockage à long terme.

En savoir plus

Photographie et image numérique

Imagerie numérique et informatique. Université de Montpellier.

Etude comparative de photos scannées.
Voir le document

Droit et Image en Médecine

Imagerie et législation.
Quelques remarques sur l'usage légal des photographies et images numériques dans un document ou sur un support informatique (cédérom, site web...).

Fiches techniques

Scanner et imprimantes couleur. Disponible en format PDF sur le site de la Fnac.
Voir le document

Boitier numérique. Disponible en format PDF sur le site de la Fnac.
Voir le document

Format GIF. Description technique du format et de la technique de compression.

Format TIF. Description technique du format et de la technique de compression.

A lire

• Dubois O. Télématique, secret et responsabilité médicale. Bulletin de l'Ordre des Médecins, 1992;12,285-288.
• Bouquet de Joliniere J. Problèmes éthiques dégagés face à la technique, au comportement chirurgical et à l'image. Ed. Endomag; 1993,7,10-13.
• Dusserre L. Aspects juridiques et déontologiques du télédiagnostic en médecine (responsabilités médicales induites). Bulletin de l'Ordre des Médecins, 1993; 6,18-22.
• Claude Huriet. Rapport sur les images de synthèse et le monde virtuel : techniques et enjeux de société". Imprimé pour le Sénat par la Société Nouvelle des Librairies-Imprimeries Réunies, 5, rue Saint-Benoît, 75006 Paris. p. 198