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Inscriptions closes à cette réunion.
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Capacité de la salle : personnes.
Journée organisées par les GdR ISIS (Thème D - Télécommunications : compression, transmission, protection) et STIC-Santé (Thème B - Signaux et image en Santé, et Thème C - Systèmes d'information médicaux et base de données).
Du fait du développement des technologies numériques, l'imagerie médicale a connu ces dernières années des avancées considérables qui permettent aujourd'hui non seulement une investigation beaucoup plus fine des organes humains, améliorant par voie de conséquence la précision du diagnostic, mais également des traitements voire des interventions chirurgicales toujours plus efficaces.
Ces progrès sont dus à des données de plus en plus précises mais en contrepartie de plus en plus volumineuses (piles d'images 2D, images 3D, 4D, vidéo) qui posent de sérieux problèmes de stockage et de transmission. Et ce, pour des applications de plus en plus interactives (reconstruction, ROI, parcours d'images, ...), de plus en plus variées et de plus en plus ambitieuses : diagnostic, post-traitement, télémédecine (télé-chirurgie, télé-enseignement, ...), hôpital à domicile, dossier médical informatisé, ...
L'objectif de cette journée consiste à effectuer un panorama des enjeux et problèmes posés par les applications de la médecine d'aujourd'hui et celle du futur, en termes de transmission, de stockage de données médicales (principalement images et vidéos). Il s'agira de faire le point sur les verrous théoriques et/ou liés technologiques à ces applications et les solutions émergentes issues de la recherche (telles que la compression). Cette journée concerne donc autant les professionnels de la santé que les chercheurs dans le domaine du traitement du signal, des images et des vidéos.
La journée sera organisée autour d'exposés invités mais également de présentations qui auront été proposées. Merci dans ce cas d'envoyer votre proposition sous forme d'un résumé (une page maximum au format Word ou pdf) au plus tard le vendredi 5 novembre 2010 aux organisateurs : Jean-Marie Moureaux et Amine Naït Ali.
S. Ordureau (1,2), A. Marchadier (1,2), F. Koenig (1), B. Maison (1), F. Diard (2)
(1) UsefulProgress, 45 rue des saints-pères, 75006 Paris
(2) Université Paris Descartes, 45 rue des saints-pères, 75006 Paris
(3) NVIDIA, USA
Afin de répondre à la problématique de la visualisation des données 3D que produisent les modalités telles que l'IRM ou encore le CT, nous proposons une architecture de type client/serveur à base de GPU. La puissance de calcul disponible aujourd'hui avec les GPU offre des gains de performances très importants. Avec le GPU la visualisation en volume rendering, couteuse en temps de calcul, est désormais possible en temps réel sur des données massives. L'architecture proposée est divisée en deux parties. Le côté serveur, avec un moteur de volume rendering en CUDA et des cartes de calcul TESLA Nvidia, calcul, à partir d'un examen DICOM, les images 3D et les transmets à la partie client avec un encodage en H.264. Le client est disponible en version web ou avec une interface DirectX qui permet la visualisation en relief avec des lunettes ou avec des écrans autostéréoscopiques sans lunettes. La puissance de calcul disponible avec les GPU rend possible la visualisation sur un poste client, sans ressources matérielles spécifiques, avec comme application une meilleure communication avec le correspondant médecin mais également avec le patient.
Anne Julien-Vergonjanne
XLIM - Limoges
Les technologies de l'information et de la communication jouent un rôle important dans les systèmes médicaux et les systèmes de soins. Les développements associés dans ce contexte ont pour objectif principal de créer des environnements de soins plus sûrs pour les patients. Actuellement, les recherches dans ce domaine s'intensifient, liées à plusieurs facteurs dont:
Pour répondre à ces opportunités de développement, les challenges scientifiques et technologiques à relever portent sur la flexibilité, la fiabilité, la sécurité, l'interopérabilité et l'efficacité énergétique des systèmes tout en permettant d'assurer la continuité des soins à tous les niveaux (continuité de lieu (hôpital - domicile), continuité de temps, continuité de qualité...).
D'autre part, pour assurer l'efficacité des systèmes technologiques étudiés, il est nécessaire de tenir compte de l'impact des technologies dans la prise en charge du patient: impact sur l'amélioration de la santé, acceptabilité, aspect organisationnel...
C'est un contexte multidisciplinaire dans lequel s'inscrit le laboratoire XLIM par la structuration d'un projet « autonomie et santé ». Il bénéficie du soutien des acteurs sociaux et économiques régionaux concernés par le domaine, le Limousin étant une région avec un indice de vieillissement parmi les plus élevés des régions européennes.
Un des axes de recherche que nous proposons de présenter lors de cette journée, concerne le développement de systèmes de collecte de données liées à la surveillance des patients (données physiologiques, données de localisation...) innovants et robustes face aux contraintes environnementales notamment au sein de la structure hospitalière, et susceptibles d'améliorer la prise en charge de la santé des patients. Cet axe est abordé en collaboration avec le CHU de Limoges (projet SAPHIRALE : Surveillance Avancée des Patients en milieu Hospitalier à l'aide de l'InfRArouge et des Lignes d'Energie). L'aspect technologique porte sur l'étude d'une technologie alternative aux radiofréquences au sein de l'hôpital, la technologie optique sans fils ou infrarouge (IR). Cette technologie présente plusieurs avantages par rapport aux technologies radiofréquences largement déployées : elle ne nécessite pas de licence pour l'exploitation des transmissions, elle utilise des composants peu coûteux, le signal optique ne traverse pas les murs et les cloisons permettant ainsi d'augmenter la sécurité et la réutilisation des caractéristiques du signal (porteuse) entre différentes pièces adjacentes. L'inconvénient majeur concerne le bilan de liaison. En optique, du fait de la conversion quadratique en réception, les puissances requises sont supérieures à celles nécessaires en radiofréquence.
De plus, cette puissance est limitée pour des raisons de sécurité oculaire. Le challenge réside donc dans l'obtention d'un rapport signal à bruit suffisant pour assurer les débits visés.
Les technologies IR en environnements indoor sont basées sur deux configurations principales : les systèmes en visibilité directe ou les systèmes par propagation diffuse. La propagation en visibilité directe est la plus favorable en terme se bilan de liaison mais elle nécessite un alignement parfait entre émetteur et récepteur et est extrêmement sensible aux effets de masquage. La configuration diffuse utilise les réflexions et permet une plus grande souplesse en termes de mobilité.
Nous présentons lors de l'exposé, les études réalisées concernant le calcul des performances de la technologie IR indoor (en direct ou diffus) pour transmettre des données issues d'un capteur placé sur un patient, pouvant se déplacer dans l'environnement considéré. Dans le cas d'une transmission en visibilité directe, nous avons également étudié l'apport en termes de qualité de service, apporté par un schéma de codage de canal (codes LDPC).
N. Nouri (1), J-M. Moureaux (1), D. Abraham (1), M. Dufaut (1), J. Hubert (2) , M. Perez (3)
(1) Centre de Recherche en Automatique de Nancy, Nancy Université, CNRS
(2) CHU Nancy-Brabois
(3) CHU Nancy (Hôpital Central)
L'évolution des techniques chirurgicales, par l'utilisation de robots de chirurgie, permet aujourd'hui des interventions mini-invasives avec une précision très importante. Le second avantage de cette évolution est qu'elle ouvre des perspectives d'intervention chirurgicales à distance, comme l'a montré la célèbre expérimentation « Opération Lindbergh » en 2001. La généralisation de ce type d'expérience n'est cependant pas encore acquise du fait des ressources qu'elle nécessite, notamment en termes de capacité de transmission des vidéos. La compression de ces données avec pertes en amont devient inévitable. Celle-ci constitue un défi majeur dans un contexte aussi sensible que le contexte médical, celui de l'impact des pertes sur la qualité des données et leur exploitation. Le travail présenté ici concerne l'évaluation subjective, par un panel de chirurgiens, de séquences vidéo issues d'une application de télé-robotique chirurgicale et compressées avec pertes au format H.264. L'évaluation s'appuie sur les recommandations de l'ITU-R (International Telecommunication Union) à travers le protocole DSCQS (Double-stimuli Continuous Quality Scale), l'objectif étant de déterminer un seuil de compression permettant d'avoir une qualité perceptuelle de la vidéo compressée irréprochable, pour le bon déroulement de l'opération et pour assurer la sécurité des patients. Un deuxième volet concerne l'évaluation de la performance de modèles objectifs de la qualité en se basant sur les résultats du test subjectif.
Luc Soler
IRCAD - Hôpitaux Universitaires de Strasbourg
L'IRCAD a été créé à Strasbourg en 1994 par le Prof. Jacques Marescaux. Cet institut a pour objectif de développer les nouvelles techniques opératoires de demain, incluant notamment la réalité virtuelle et la robotique. La réalité virtuelle transforme les images médicales 3D ou 4D en modèles géométriques et dynamiques utilisés pour la planification et la simulation préopératoire. Les recherches menées en robotique consistent quant à elles en une analyse temps réelle des vidéos stéréoscopiques, analyse permettant de contrôler le robot de façon automatique. L'ensemble de ces données doivent être stocké aussi bien aujourd'hui pour construire des bases de données utilisée pour la recherche, mais également demain pour le dossier patient personnalisé. L'IRCAD inclut également un centre de formation chirurgical accueillant chaque année plus de 5500 chirurgiens de plus de 90 nationalités venant se former aux nouvelles techniques de chirurgie minimalement invasive sur les deux sites actuels situés à Strasbourg (4000 chirurgien pas an) et Taiwan (1500 chirurgiens par an) ouvert en 2008. Cette formation est composée de présentations de techniques et vidéo opératoires Full- HD commentées en directe grâce au lien fibre-optique reliant l'IRCAD à quatre blocs opératoires du nouvel Hôpital Civil de Strasbourg. Certaines opérations sont également réalisées en directe à distance par une retransmission en visio-conférence. La formation permet surtout au chirurgien de s'entrainer grâce à un bloc chirurgical composé de 17 tables d'opération à l'IRCAD Strasbourg, 20 tables à l'IRCAD Taiwan et 22 tables à l'IRCAD Brésil. Pour améliorer cette formation, l'IRCAD a également développé WebSurg, une université virtuelle en ligne gratuite qui compte plus de 208 000 membres actifs. Websurg offre plus de 1200 vidéos opératoires dontplus d'une centaine en format HD. Il permet également d'accéder à plus de 25 modèles 3D de patient incluant leurs images médicales pour l'apprentissage de la planification préopératoire virtuelle. Ce contenu est disponible en multi-OS et notamment sur les systèmes portables (PDA, IPhone).
La totalité des données ainsi décrites a nécessité le développement d'un NAS d'une capacité de 60To répartis en 10To dédiés à l'imagerie médicale et 50To pour les vidéos beaucoup plus volumineuses. Les solutions actuellement mises en place à l'IRCAD illustrent ainsi les nouveaux besoins de stockage et de restitution d'informations propres au patient qui augmenteront progressivement avec la demande. Ces informations ajouteront aux actuelles données médicales, telles que les images préopératoires ou la modélisation 3D du patient, des données beaucoup plus volumineuses, à savoir les vidéos opératoires en haute définition et en 3D. Les travaux visant à offrir, stocker et restituer de façon optimale ces données représentent donc un enjeu majeur de la médecine de demain.
Nicolas Labonne, Alain Blum
CHU Nancy - Service d'imagerie Guilloz
Au travers de trois sujets, nous expliquerons :
Robert Picard
Conseil Général de l'Industrie, de l'Energie et des Technologies - Ministère de la Santé
Cette présentation s'appuie sur un rapport du CGIET (Ministère de l'Industrie) remis au Ministère de la Recherche et publié fin 2009. Ce travail s'attache à comprendre en quoi les approches de valorisation actuelle posent des problèmes à la recherche en STIC pour la santé et l'autonomie. Il présente une approche originale adaptée aux pratiques en santé, au-delà de la seule recherche médicale. L'écoute active d'une part, d'autre part la mise en valeur de la « voix des utilisateurs » de ces technologies (patients, personnes concernées par leur santé et professionnels de la santé et du secteur social) et, enfin, la mise en perspective de ces dernières comme facteur d'évolution de notre système de santé dans une vision économique et sociétale, ont été les outils de cette démarche. L'exposé tentera une application de cette approche aux technologies de l'image.
Date : 2010-12-01
Lieu : Hôpital Georges Pompidou, Paris
Thèmes scientifiques :
D - Télécommunications : compression, protection, transmission
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