La vidOo endoscopie 61ectronique en 1 9 8 8

J.F. REY (Saint-Laurent-du-Var), J.S. DELMOTTE (Lille) (France)

La commission de vid6o-endoscopie 61ectronique du CREGG a 6t6 particuli6rement dynamique dans la r6ussite des diff6rents projets qu'elle a soit directement parrain6s soit soutenus. I1 est possible d'envisager le d6veloppement des travaux de cette commission selon trois axes :

1) l'implantation de la vid6o-endoscopie 61ectro- nique en France et ce qu'elle apporte ;

2) le d6veloppement du mat6riel de vid6o- endoscopie 61ectronique ;

3) les recherches sur l'analyse de l'image et les diverses possibilit6s offertes par l'image 61ectro- nique.

L ' I M P L A N T A T I O N DE LA VIDI~,O ENDOSCOPIE ELECTRONIQUE E N FRANCE

En ce qui concerne ce d6veloppement, celui ci est un succ6s puisqu'h partir des quelques vid6o- endoscopes 61ectroniques distribu6s en 1985 lors- que nous avons cr66 cette commission, il y avait install6s, au ler juillet 1985, 160 vid6o-endoscopes 61ectroniques Olympus, 65 vid6o-endoscopes 61ec- troniques Welch Allyn et une dizaine d'appareils Fujinon et Pentax. Ceci place la France au pre- mier rang europ6en des pays 6quip6s en vid6o- endoscopes 61ectroniques et imm6diatement der- ri6re, les Etats-Unis qui avaient b6n6fici6 de l'implantation naturelle de Welch Allyn et de l'ef- fort promotionnel tr6s important qui avait 6t6 r6a- lis6 par Olympus Etats-Unis en 1987.

Les r6unions parrain6es par le CREGG au mois d'octobre 1987 ~ Lille, en mars ~ Reims et en juin 1988 ~ St-Laurent-du-Var ont toutes b6n6fici6 d'une affluence importante et ceci est d'autant plus remarquable que les r6unions r6gionales voient leur audience diminu6e depuis quelques mois du fa r de l'6clatement et de la dispersion des congr6s. L'association, lors des d6monstrations en direct de technique endoscopique et d'une image de qualit6 reproduite sur grand 6cran reste actuel- lement la formule de base de l'organisation d'une r6union d'endoscopie digestive m6me si on doit y adjoindre des th6mes et des tables rondes scientifi- ques.

Toutes ces r6unions ont montr6 que la question du passage de la fibre optique au CCD ne se pose plus, les fibres restent utiles pour certains types d'appareils particuliers mais l'ensemble de l'endoscopie digestive diagnostique et th6rapeuti- que doit se faire avec les vid6o-endoscopes 61ec- troniques dont les qualit6s de l'image sont incom- parables et ceci est 6vident pour tous ceux qui utilisent ce mat6riel ou qui ont particip6 aux diff6- rentes r6unions. Pour les gastro-ent6rologues, il se

pose le probl6me des investissements, car il s'agit d'un mat6riel plus on6reux avec une 6volutivit6 qui risque de s'acc616rer au cours des prochaines ann6es. La seule r6ponse possible pour garder un plateau technique de qualit6 nous semble la r6u- nion de plusieurs gastro-ent6rologues autour d'un mat6riel commun car le praticien isol6 ne pourra pas supporter les frais croissants de tels investisse- ments. Mais, l'organisation de praticiens autour d'un plateau technique n'est-elle pas un des buts initiaux du CREGG ?

En ce qui concerne le choix du mat6riel, celui-ci 6volue tant au niveau des endoscopes que des p6riph6riques propos6s. Finalement c'est l'ensem- ble de la gamme et la qualit6 du service apr6s- vente qui doit guider le choix de l'acheteur. Nous avons plac6 dans le tableau ci-dessous quelques 616ments imp6ratifs concernant ce choix (ta- bleau I).

TABLEAU I

LES QUALITES D'UN SYSTEME DE VIDI~O ENDOSCOPIE ELECTRONIQUE

L ' E n d o s e o p e 61ectronique -- image 61ectronique avec grand angle (~ 120 ~ -- temps de r6ponse de la cellule court (pour 6viter le ~ blooming ~,) --qualit6s m6caniques des endoscopes (identique ou sup6rieure aux fibrosqopes) --compatibilit6 avec l'utilisat'ion de bistouri 61ectrique et de laser

L a g a m m e propos~e

-- compl6te : gastroscope fin (9,5 mm) et standard, coloscope (long et court) duod6noscope (standard et ~ gros canal op6rateur)

-- syst6me de codage PAL uniquement --choix de syst6me de reproduction (Polaroid, dis- quette, cassette vid6o). Seuls les enregistreurs U-Matic 3/4 ou mieux U-Matic SP sont compatibles avec l'utilisation professionnelle d'enregistrement.

L e s e r v i c e apr~s v e n t e

- - sur s i te - - possibilit6s de contrat de maintenance avec pr6t de mat6riel

L E D E V E L O P P E M E N T DU M A T E R I E L

Le d6veloppement de la vid6o-endoscopie 61ec- tronique se f a i t h deux niveaux : celui du capteur d'images (CCD) et celui des p6riph6riques (stockage, reproduction, transmission). Le CCD (couple charged deviced) noir et blanc utilis6 actuellement est un mat6riel relativement primitif,

Acta Endoscopica 3

l'am61ioration des performances notamment au niveau du pouvoir de s6paration passe par le d6ve- loppement d'un CCD noir et blanc plus perfor- mant (Welch Allyn, Olympus, Fujinon, Pentax). Cet effort technologique est limit6 par un coot financier car il s'agit du point de vue industriel d 'un mat6riel de distribution restreinte donc on6- reux compar6 aux produits de diffusion grand public. L'autre alternative utilis6e par Toshiba est la mise au point d'un CCD couleur dont les pre- miers r6sultats semblent extr~mement prometteurs. I1 est pr6vu qu'une nouvelle g6n6ration apparaitra fin 89 ou d6but 90.

Chaque industriel cr6ant des vid6o-endoscopes 61ectroniques d6veloppe actuellement une recherche bas6e sur l'am61ioration de l'image en augmentant la quantit6 de pixels utiles. I1 est tr6s difficile de comparer les diff6rents vid6o-endos- copes, les CCD utilis6s 6tant soient diff6rents soient utilis6s diff6remment et une pattie du nom- bre de pixels affich6s pouvant 6tre soit masqu6e partiellement pour pallier h des effets de distorsion p6riph6rique de rimage soit utilis6e pour le fonc- tionnement propre du CCD et non pas pour la transmission de l'image. D'autres 616ments opti- ques au niveau des lentilles plac6es devant le CCD doivent 6tre 6galement pris en compte lors des tentatives d'essais techniques et la prise en compte d'un seul param6tre pouvant entralner des r6sul- tats scientifiquement erron6s. I1 faut donc rester extr~mement prudent en ce qui concerne l'analyse des quelques publications consacr6es ~ une compa- raison entre les diff6rents vid6o-endoscopes 61ec- troniques et certains fibroscopes. Lors de ces 6tudes, il faudrait 6galement prendre en compte l'6volution du mat6riel au cours de son utilisation et tous ceux qui en ont l'exp6rience savent qu'un fibroscope voit son image se d6grader progressive- ment au fur et ~ mesure de son utilisation alors qu'avec un vid6o-endoscope 61ectronique la qualit6 de l'image reste constante apr6s plusieurs milliers d'examens. I1 serait souhaitable dans ravenir que nous puissions avoir des mises au point scientifi- ques faites par les concepteurs des vid6o-endos- copes alors qu'actuellement nous n'obtenons des renseignements que d'une mani6re tr~s fragmen- taire. En ce qui concerne les qualit6s m6caniques de l'endoscope, elles sont de plus en plus voisines. Les marques japonaises b6n6ficiant incontestable- ment de leur long savoir faire dans ce domaine, leur permettant de r6aliser plus rapidement une vaste gamme d'endoscopes 61ectroniques qui com- porte non seulement des gastroscopes standards et fins mais 6galement des coloscopes et des duod6- noscopes. Nous avons vu l'apparition de duod6- noscopes de gros canal op6rateur (Pentax ED-3400 - 3,8 ; Olympus TJF V10 - 4,2) permettant l'inser- tion d'endoproth6ses biliaires ainsi que du mat6riel associant l'image 61ectronique h u n zoom optique . L'utilisation du gastroscope GIF V10 Zoom Olym- pus permet d'obtenir des images de mucographie gastrique ou duod6nale digne d'un faible grossisse- ment microscopique. Quelle sera l'utilit6 de ces prototypes test6s actuellement, c'est l'exp6rience

clinique qui permettra de le d6terminer ; il est certain par exemple que l'6tude de la cicatrice d'un ulc6re h travers un vid6o-endoscope 61ectroni- que muni d'un zoom associ6e h des techniques d'analyse de l'image renforc6e par un colorant fluorescent ou une lecture en infrarouge pour- raient fournir des 616ments compl6mentaires sur la connaissance de la cicatrisation ulc6reuse et de l'analyse des berges d'un ulc~re gastrique.

En ce qui concerne le syst6me de codage , il est imp6ratif en Europe d'obtenir un syst6me PAL car seul celui ci permettra l'exploitation correcte de l'image 61ectronique et sa retransmission sans diffi- cult6. Ceux qui ont assist6 fi des d6monstrations ont pu constater les difficult6s et la perte de qualit6 de l'image transmise h partir des mat6riels fournis en syst6me am6ricain NTSC. Le d6velop- pement de la transmission, de la reproduction et du stockage de l'image devant se faire parrall61e- ment fi l'arriv6e de nouveaux produits sur le march6 grand public ce qui les rendra peu on6reux par rapport h l'ensemble des produits qui est pro- pos6 sur un march6 m6dical donc restreint (pola- roid professionnel, floppy disk de stockage Sony, imprimante couleur Mitsubishi).

L A R E C H E R C H E

L'obtention d'une image num6rique permet d'envisager un certain nombre d'axes de recherche soit directement applicables h la clinique soit fi moyen terme. Un simulateur fi l'aide d'un manne- quin, d'un vid6o-endoscope 61ectronique modifi6 et d'un programme informatique a 6t6 mis au point (M. Beer-Gabel, J.S. Delmotte) pour facili- ter l'enseignement de l'endoscopie digestive. I1 s'agit d'une id6e qui avait 6t6 d6velopp6e au d6but des ann6es 1970 par les allemands pour permettre aux 6tudiants de se familiariser avec la manipula- tion d'un endoscope sans traumatiser les patients. La vid6o-endoscopie 61ectronique associ6e h l'informatique a permis de mettre au point un simulateur dont les capacit6s de r6actions se sont am61ior6es au fil des mois. Ceci constituera certai- nement un apport important pour l'enseignement des futurs gastro-ent6rologues. Dans l'imm6diat 6galement, la vid6o-endoscopie 61ectronique, grfice aux documents de qualit6 qu'elle permet de recueillir a permis de d6velopper une nouvelle m6thodologie des essais cliniques, comportant un enregistrement de l'ensemble d'un examen avec lecture secondaire par un comit6 d'experts. Ceci a 6t6 particuli6rement important pour une 6tude sur les gastrites oh l'on sait le caract6re subjectif et les variations des diverses classifications (essai clinique sur le Phosphalugel pour le Laboratoires Biotherax avec la participation de Cl. Maffioli, A. Papazian, F. Vicari). Ce type de m6thodologie devrait 6tre d6sormais inclus lors de tous les essais th6rapeuti- ques visant h d6terminer l'efficacit6 sur des ano- malies de la muqueuse digestive ou affirmer la cicatrisation ulc6reuse pour augmenter encore la rigueur scientifique des r6sultats.

4 Acta Endoscopica

En ce qui concerne le d6veloppement d'une recherche plus fondamentale, J. Lapuelle, (avec P. Bousquet, J.P. Picat, A. Benque, J. Cassigneul, J. Clanet et J. Rumeau) a mis au point un pro- gramme de recherche sur l'introduction h l'analyse spectrale ; car des m6thodes numEriques de traite- ment de l'image utilis6es en astronomie et en observation de la terre, peuvent Etre 6galement appliqu6es sur des images de vid6o-endoscopie num6risEe. Dans cette Etude consacr6e aux ulc~res du bulbe duod6nal, un logiciel d'analyse des images et d'aide au diagnostic a 6t6 developp6 en se basant d'une part sur une Etude spectrale des lesions ulc6reuses et sur l'am61ioration et l'analyse automatique de l'image d'autre part. Les images sont acquises dans de larges bandes spectrales (rouge, vert, bleu) couvrant le visible et restituant l'image en vraie couleur. Cette 6tude spectrale a 6t6 r6alis6e en utilisant des filtres plus 6troits dans le but de d6terminer la signature des 16sions et de trouver la combinaison de filtres les caract6risant au mieux en permettant une meilleure discrimina- tion. Un logiciel de correction d'6clairement et d'analyse de l'image endoscopique a 6t6 dEvelopp6 pour permettre une meilleure observation des 16sions, des zones p6riphEriques et des tissus inflammatoires mais 6galement pour extraire des caract6ristiques objectives telles que la segmenta- tion pour la d6tection des tumeurs, les mesures de surface, etc.. .et pour analyser automatiquement l'image ou pour suivre l'6volution des 16sions pen- dant et apr6s un traitement m6dical (6tude de cicatrices). Les rEsultats obtenus sur 20 ulc6res du bulbe ont 6t6 num6ris6s sur un vid6o-endoscope Welch Allyn. Ceux ci montrent qu'il y a sous estimation de la superficie ulc6reuse et que les 16sions sont plus ais6ment observ6es dans certaines bandes spectrales.

Une autre approche de l'analyse de l'image a 6t6 faite au cours d'une 6tude multicentrique orga- nis6e par la commission de vid6o-endoscopie 61ec- tronique du C R E G G en associant la saisie d'images endoscopiques h l'interpr6tation secon- daire par un syst6me informatique utilisant un logiciel appliqu6 habituellement aux images recueillies par satellite. Les buts de ce travail 6taient de pr6ciser les possibilit6s de visualisation et de mise en m6moire de l'image 61ectronique, de faire une 6tude comparative endoscopique avant et apr~s un traitement m6dical sur la muqueuse oeso- phagienne et enfin de pr6ciser les possibilit6s de quantification de l'image 61ectronique en renon- qant au proc6d6 de simple coloration artificielle des zones pathologiques pour privil6gier l'analyse automatique. Cette 6tude a 6t6 r6alisEe sur les sites de Marseille (R. Castro), Nancy (J. Laurent), Lille (J.S. Delmotte), St Laurent du Var (J.F. Rey) avec l'aide des Laboratoires Glaxo.

La m6thodologie consiste h connecter un ordina- teur au vid6o-endoscope, l'analyse d'une image saisie 1 cm au dessus de la ligne Z 6tant rEp6t6e 6 semaines apr6s un traitement par la Ranitidine. Le logiciel que nous avons utilisE 6tait base sur l'ana- lyse des couleurs par classe selon une classification

hi6rarchique. Nous pouvons donc distinguer :

1) la situation respective des couleurs sur la mire arc en ciel ; avec un spectre tr~s ress6r6 dans le rouge et le magenta. Ce crit6re permet de s6parer certains reflets bleut6s du reste des sur- faces mais celui ci ne distingue pas les types de membranes ou de 16sions ;

2) le niveau de saturation des couleurs, inverse- ment proportionnel h la quantit6 de blanc qu'il faut ajouter h la teinte pure pour obtenir la cou- leur observ6e, l'histogramme central faisant appa- raitre des r6gions distinctes qui correspondent aux diff6rentes membranes ou h leurs anomalies ;

3) les diff6rences de l'intensit6 lumineuse dont la r6partition se fait selon une courbe gaussienne.

Un seul param~tre, la valeur de saturation par exemple n'est pas suffisant pour affiner ce premier niveau de classification. I1 faut revenir alors h la classification hi6rarchique qui a un double avan- tage du fait de son caract~re multi-crit~res d'61imi- ner de nombreux artefacts de teinte ou d'intensit6 et de respecter une certaine continuit6 g6om6tri- que dans l'image. Deux points voisins de l'image auront dans la plupart des cas des couleurs assez voisines pour que les classes form6es soient g6o- m6triquement simples. La premiere 6tape de cette 6tude consiste /~ calculer un histogramme tridimen- sionnel de la r6partition des triplets de l'image num6ris6e, chaque canal comportant 256 niveaux d'intensit6. Les 256 couleurs de l'image sont dans notre exemple, regroup6es en trois classes. L'algo- rithme de classification a 6t6 utilis6 de mani6re aveugle en regroupant les couleurs de proche en proche.On a pu alors obtenir une description des constituants les plus marqu6s de l'image c'est dire les membranes gastriques et oesophagiennes et des zones sombres, sans contraste correspon- dant h la lumi~re digestive.

Dans un cas typique d'oesophagite, les diff6- rentes 6tapes de la classification hi6rarchique se d6composent en une reconstitution en trichrome des trois zones, en une analyse des zones blanches (muqueuse oesophagienne) puis des zones rouges (muqueuse gastrique). Enfin lorsque cette confron- tation est satisfaisante deux types de traitement num6rique peuvent Etre enchain6s de mani~re automatique : d a n s le premier cas on peut parler de caract6risation : chaque classe peut Etre analy- s6e s6par6ment selon sa r6partition en couleurs ; dans le deuxi6me cas on parle de quantification. Chaque classe se d6compose en diffErentes occu- rences en mesurant la surface et le p6rim6tre. Cette surface est quantifiEe en pixels.

Il faut par contre, souligner l'int6rEt qu'offre l'enregistrement de bandes vid6o au cours des essais cliniques ce qui permet une deuxi6me lec- ture en aveugle. En ce qui concerne le traitement de l'image 61ectronique dans cette 6tude pr61imi- naire il n'a pas 6t6 possible de faire une comparai- son de groupe h groupe compte tenu de probl~mes de variations g6om6triques au niveau du bas oeso- phage. Cette 6tude a permis de souligner la possi- bilit6 d'une corr61ation objective au diagnostic

Acta Endoscopica 5

endoscopique, la possibilit6 de moyens de stockage et de traitement par classe au niveau des zones pathologiques, le d6veloppement de cette techno- logic devrait permettre la mise au point de m6thodes d'aide au diagnostic et favoriser ainsi les 6tudes comparatives.

Il s'agit d'un deuxi6me exemple des possibilit6s de recherche appliqu6e ~ l'image 61ectronique. D'autres id6es pourront voir le jour notamment avec l'apparition de CCD pouvant lire dans l'infra- rouge ce qui n'est pas le cas de ceux qui nous sont fournis actuellement.

C O N C L U S I O N

GrAce au dynamisme dont nous avons su faire preuve , le d6ve loppemen t de la vid6o-endoscopie

61ectronique s'est fait en France h une vitesse d6passant toutes les pr6visions les plus optimistes des importateurs. Mais ceci a permis de montrer nos correspondants japonais ou am6ricains que le d6veloppement de l'endoscopie digestive de pointe pouvait se faire ailleurs que dans les pays anglo- saxons ou germanophones. Quant h ceux qui con- sid6raient il y a quelques ann6es que la vid6o- endoscopic 61ectronique 6tait un gadget, nous les voyons avec plaisir faire l'acquisition de mat6riel de ce type. Le plus important h notre avis est le probl~me du gastro-ent6rologue isol6 ; il doit rapi- dement envisager l'acc6s ~ un plateau technique de qualit6 car l'image d'un m6decin gastro-ent6ro- logue r6alisant un examen endoscopique de qualit6 mais sans avoir la possibilit6 de partager cette information va tr~s rapidement devenir une image d6pass6e.

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Acta Endoscopica 7

Forme et presentation : capsules transparen- tes - Boite de 30. Composition: enprostil (D.C.I.) : 35 microgrammes par capsule, 1,05 mg par bore . Excipient: q.s.p, une capsule. Pr__.oopriCtds: Anti~ulc6reux, anti-sdcrdtoire et cytoprotecteur. Gardrine est un analogue de synth~se des prostaglandines endog~nes de la s~rie E2, qui possede 3actions principales: inhibition de la s~cr~tion d'acide gastrique: inhibition de l 'augmentation post-prandiale des taux plasmatiques de gastrine; protection de la muqueuse gastrique. Sort du m6dica- meat : ta demi-vie plasmatique du principal m6tabolite, l 'acide enprostilique et celle de rensemble des m~tabolites, est respective- ment de 22 et 105 minutes. Cependant, il existe une tr~s faible correlation entre la demi-vie plasmatique des mdtabolites et l'activitd thdra- peutique d'enprostil. Des (!tudes de pharmaco- logie clinique indiquent une durde de l'activitd anti-sdcrdtoire de 11 heures. Gardrine' est rill- mind principalement par vole urinaire chez l'homme, la presque totalitd dtant retrouvde darts les premieres 24heures. Le devenir de Gardrine '* dans l 'organisme n'est pas sensible- meat diffdrent chez le sujet ~'tgd et chez l'adulte plus jeune. Indications thdrapeuti_.que___ss: trai- tement de t'ulcbre gastrique et duodenal dvo- lutifs. Contre-indications: - Hyperseasibilit6 ~t l 'un des composants - Insuffisance rdnale - Insuffisance hCpatique - Pas d'utilisation en dessous de 15 ans, en l'absence d'dtudes pddia- triques - Grossesse - Pas d'utilisation chez la femme en p~iriode d'activit~ gr en l 'absence de moyen efficace de contraception - Altaitement (l 'dtat actuel des connaissances ne permet pas de savoir si le produit est excrdt6 dans le lait). Prdcautions d'emploi: - Gardr ine peut masquer les symptSmes associCs ~ une malignitd gastrique et donc en retarder le diagnostic. Il est recommandd de vdrifier la bdnignitd de la ldsion avant tout traitement - Chez les personnes 9.gdes: la vitesse de cicatrisation de l'ulcbre, l'incidence des effets inddsirables, |es tests de labora- toire, ne sont pas diffdrents de ceux des s~ets jeunes. Interact ions mCdicamenteuses: consulter le Vidal pour une information com- plete. Effets inddsirables: le principal effet inddsirable est la diarrh~e: elle est rarement g~nante et rdgresse en g~n~ral avec la pour- suite du traitement. Cependant, dans environ 1% des cas, sa persistance peut obliger ~ arr~ter le traitement. Les autres effets inddsirables sont des manifestations digestives mineures et transitoires: douleurs abdominates, nausdes, vomissements, sensation de plenitude gastri* que. En de rares occasions, oat dtd rapportdes : �9 des reactions allergiques, des modifications des tests de la fonction hCpatique, sans que la relation de cause ~. effet ai t pu ~tre ~tablie.

~ et mode d'administration: - Ulc~re ." ]-a p - - ~ l o - ~ ~ e est de

70 microgrammes par jour ~. raison d'une cap- sule fi 35microgrammes deux fois par jour, pendant 4 ~t 6 semaines. - Ulc~re gastrique: la posologie recommand6e est de 70 microgram~ mes parjour ~ raison d'une capsule ~ 35 micro- grammes deux fois par jour, pendant 4 ~ 8 se- maines. I1 est recommand~ de prendre les capsu- les avec un peu d'eau le matin au lever et VUT] le soir au coucher. CoQt du traitement journalier: 10,0OF. A.M.M. 329346-8. BoRe de 30 capsules - Tableau A. Prix: 150,00 F + SFtP (30 capsules). Remb. Sdc. Soc. ~. 70% - Collect. Pour une informa- tion complete se rdf(Irer au Vidal. Labo- ratoires SYNTEX - 20, rue Jean4aur~s 92800 PUTEAUX - Tdl. : 47.76.41.23.

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UN glRATEGE AU C(EUR DE L'ULCI RE

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