Obligement - L'Amiga au maximum

Mercredi 24 mai 2017 - 19:33  

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Reportage : L'Amiga dans un centre hospitalier
(Article écrit par Laurent Itti et extrait d'Amiga News - décembre 1992)


Toujours dans le but de faire connaître les multiples applications industrielles de l'Amiga, le Club Amiga Télécom-Paris rencontre aujourd'hui un service hospitalier qui met au point un système d'imagerie médicale sur Amiga.

De quoi s'agit-il ?

La médecine moderne utilise de plus en plus les ordinateurs pour visualiser le fonctionnement des organes sans intervention chirurgicale. La méthode qui nous intéresse aujourd'hui est l'imagerie isotopique, la détection (par les capteurs d'une caméra spécialisée) des rayonnements gamma émis par un traceur radioactif injecté dans le corps du patient, et se fixant spécifiquement sur l'organe à étudier. C'est ce type d'examen que l'on effectue dans le service de cardiologie nucléaire du Pr. Roland Itti à Lyon pour pronostiquer et diagnostiquer d'éventuels troubles du coeur.

On prend une série de clichés du coeur, en général 16, synchronisés sur un électro-cardiogramme de façon à obtenir exactement un cycle cardiaque, ce qui permettra plus tard une étude dynamique du fonctionnement du coeur. Pour cela, on étudie la circulation sanguine dans le coeur en injectant dans le sang du patient une faible quantité de traceurs radioactifs (Technetium 99m). Le sang en circulation est alors visualisé grâce à une caméra à scintillation couplée à un ordinateur. Cet examen présente le double avantage d'être à la fois physiologique (on visualise le fonctionnement du coeur sans le perturber) et quantitatif (l'activité mesurée étant proportionnelle au volume sanguin, on peut mesurer efficacement la fonction contractile). Il offre en outre la possibilité de suivre l'évolution de la fonction cardiaque dans diverses conditions (à l'effort, ou sous l'effet de drogues), ce qui explique le succès de cette approche.

Centre hospitalier

En raison de la faible radioactivité du traceur, il est indispensable pour obtenir des images comportant un nombre de "coups" suffisant (coup=impact d'un photon gamma sur un capteur) d'effectuer les mesures sur un très grand nombre de cycles cardiaques. On voit donc déjà poindre ici l'utilité d'un traitement informatique ultérieur des images, afin notamment de corriger les erreurs de "bruit" (parasites dus aux rayonnements gamma naturels et cosmiques), de synchronisation sur le rythme cardiaque (bonne superposition des cycles d'images), ou de flou si le patient bouge légèrement.

Dans une optique de recherche, dans ce domaine qui reste relativement nouveau, l'Amiga a été choisi par l'équipe du Pr. Itti pour le développement d'une station de visualisation et de traitement des images. Un logiciel en cours de développement permet pour l'instant de réaliser quelques fonctions de base intéressantes, et surtout met en place une architecture souple et puissante : on peut visualiser tous types d'images (de 64x64 à 512x512) dans des formats variant de 1 à 256 images par écran, effectuer des filtrages (réduction du bruit, renforcement du contraste...), des zooms, des animations, des lissages spatiaux (pour adoucir les contours) ou temporels (pour rendre les animations plus fluides), tracer des zones d'intérêt sur les images et effectuer des calculs sur leur contenu (notamment le calcul de la "fraction d'éjection", très important en cardiologie, qui évalue la fonction contractile du ventricule gauche), calculer des transformées de Fourier (qui permettent de quantifier les modifications au cours du temps)...

Tout ceci est entièrement réalisable à la souris, en cliquant sur les images, en les faisant glisser, etc. et s'effectue dans un environnement totalement définissable par l'utilisateur, qui peut aller jusqu'à programmer les séquences de traitements qu'il veut appliquer à différents examens. Le Club Amiga Télécom-Paris a voulu savoir ce qui a guidé le choix de la machine, et s'il s'est avéré judicieux par la suite.

Pourquoi l'Amiga ?

Club ATP : pourquoi vous êtes-vous tourné vers l'Amiga pour cette application ?

Pr. Itti : j'ai tout d'abord été séduit par les capacités graphiques de la machine : les images sur lesquelles nous travaillons ont en effet une résolution variant de 64x64 à 512x512 points. Un écran Amiga d'une résolution de 640x512 permet de visualiser ces images entièrement (contrairement à un 640x480 VGA), avec une fenêtre de visualisation suffisamment importante (contrairement à un 800x600 VGA qui culminerait des marges importantes), avec une rapidité maximale (en 1024x768 SVGA, il faudrait écrire beaucoup de pixels pour afficher un point image), et enfin avec des images ayant un aspect bien carré.

J'ai aussi été intéressé par les capacités temps réel de la machine (les modifications de la palette de couleurs ont un effet visible immédiat, etc.), et tout particulièrement concernant l'animation : nous animons en effet des images de coeur en mode HAM jusqu'à 50 images par seconde (correspondant à un rythme équivalent de 187,5 battements/minute, ce qui est bien suffisant !). Quel PC sait faire cela ?

De plus, l'environnement Amiga a retenu mon attention pour ses capacités multitâches, pour la facilité avec laquelle il permet d'utiliser des disquettes standards MS-DOS contenant des images (avec MultiDOS), pour la disponibilité d'un compilateur C de grande qualité (le SAS/Lattice, dont nous devrions bientôt recevoir la version 6.0), et enfin car le système est très convivial et rapide, ce qui n'est le cas ni sous Windows, ni sur les Mac, ni sur les stations de travail type Sun, où les fenêtres prennent un temps fou à se déplacer, où les gadgets ne réagissent pas toujours, où le simple fait de déplacer la souris consomme une puissance processeur non négligeable (ATP : en effet, ce n'est pas un sprite, le pointeur est redessiné à chaque déplacement), etc.

Mais surtout, c'est le rapport performance/prix de l'Amiga qui a fait la différence : notre objectif étant de proposer à des services de médecine nucléaire un système à stations multiples reliées en réseau (une dans le bureau de chaque médecin, plus une autre dans la salle d'examen), le coût total de l'installation en utilisant des machines aux performances supérieures ou égales (Sun, Silicon Graphics...) aurait été bien trop dissuasif. L'Amiga 3000 semblait donc adapté à ce projet.

Les réactions

Club ATP : comment ce choix est-il perçu par vos collaborateurs ?

Pr. Itti : ils ont bien sûr été désorientés, car ils étaient dans l'ensemble relativement fidèles à un environnement donné, PC ou Mac. C'est à mon avis l'un des principaux problèmes de la jungle informatique actuelle : nous avons affaire à tant de systèmes différents qu'il devient difficile de s'y retrouver.

Il est par exemple irritant quand on connaît déjà quelques rudiments de MS-DOS d'utiliser un autre système comme AmigaOS, où la syntaxe légèrement différente des commandes rend vite une opération élémentaire (copie, création de répertoire...) agaçante. Si un amateur a le temps de se plonger dans un nouveau système et d'en lire la documentation, c'est rarement le cas pour un thésard, un chercheur ou même un médecin.

C'est pour cela en particulier que nous avons porté une grande attention à la réalisation pour notre station d'imagerie d'un système très intuitif (tout se contrôle à la souris) et totalement personnalisable (tous les menus et même leur arborescence sont programmables par l'utilisateur : à chaque "bouton" correspond en effet un script appelant la séquence de traitements désirée).

Enfin, disposant par ailleurs déjà de moyens informatiques dans le service (PC, Mac et un NeXT), je n'ai pas cherché à pousser à l'utilisation de l'Amiga dans d'autres domaines que le développement de cette station d'imagerie : même si l'Amiga est très intéressant dans ce pourquoi nous l'avons choisi, il me semble inutile de changer les habitudes des secrétaires, qui manient très bien leurs Mac, simplement pour le plaisir d'imposer un Amiga, même si celui-ci pouvait rendre un service équivalent.

Les points faibles

Club ATP : quels aspects de l'Amiga vous ont déçu ?

Pr. Itti : j'aurais aimé disposer de plus de couleurs (nous en avons 16 en 640x526, étendues à 31 pour les images de résolutions inférieures à 512x512 par tramage, invisible en pratique). L'arrivée de l'Amiga 4000 devrait résoudre ce problème.

Attention toutefois car une de nos priorités est la rapidité de réaction du logiciel, notamment en ce qui concerne l'affichage qui doit toujours paraître "instantané" pour ne pas devenir rébarbatif aux yeux de l'utilisateur. Mais passer de 4 bitplanes sur un A3000 à 8 sur un A4000 ne devrait pas diviser les vitesses d'affichage par deux, grâce aux évolutions matérielles entre les deux machines.

J'ai aussi trouvé l'Amiga relativement difficile à utiliser de façon courante pour un novice, malgré l'environnement multifenêtres et icônes : si on a le malheur de corrompre certains fichiers (tels que la startup-sequence), il faut absolument faire appel à quelqu'un qui connaît bien le système pour le rendre à nouveau opérationnel. Ceci n'est pas forcément à la portée des médecins a priori non informaticiens auxquels notre logiciel se destine (mais on retrouve plus ou moins ce genre de problème sur toute machine...).

Enfin, je déplore l'inexistence sur Amiga, à ma connaissance, d'un logiciel commercial de type Prolog, car l'intelligence artificielle nous intéresse à long terme dans ce projet, pour proposer au médecin une aide au diagnostic.

Les projets

Club ATP : vers quels développements vous orientez-vous ?

Pr. Itti : ce projet est très motivant car il est extensible vers de nombreux domaines de recherche : la reconstruction 3D et la manipulation de volumes, bien sûr.

Mais aussi la segmentation automatique des images (notamment la reconnaissance automatique du ventricule gauche) : une approche en logique floue a été implantée par un étudiant en stage ici, ce procédé étant par principe même bien adapté aux images dont nous disposons (le nombre réduit de capteurs (pixels de la caméra) rend la localisation des contours incertaine).

Une approche fonctionnelle (c'est-à-dire utilisant une connaissance des mouvements des différentes parties du coeur) semble par ailleurs intéressante : une transformée de Fourier temporelle sur la série d'images permet par exemple de détecter une zone du coeur si l'on sait si elle commence par se remplir ou se vider au cours du cycle cardiaque (l'amplitude de la transformée de Fourier renseigne sur les vitesses de variation du volume sanguin, et sa phase sur le moment où elles interviennent). Enfin, nous nous intéressons de près aux réseaux de neurones, dont quelques prototypes ont déjà été testés avec des résultats prometteurs.

Un autre domaine d'étude est l'imagerie multimodalité : par exemple pour effectuer une corrélation entre des images angio-coronaires et des images de scintigraphie dans le but de savoir s'il est réellement nécessaire de traiter une sténose puis de suivre l'évolution de la circulation dans la zone traitée après une éventuelle intervention.

Nous développons cette station dans l'esprit de la philosophie PACS (Picture Archiving and Communication System) qui prend naissance en ce moment : il s'agit de constituer un réseau d'imagerie faisant circuler sur un même support toutes sortes d'images (IRM, radiographies, échographies, etc.) afin de fournir au médecin, sur un même écran, le maximum de données concernant chaque malade, à partir d'une banque de données centralisée. C'est l'objectif à moyen terme de l'imagerie médicale, sachant que cela pose des problèmes, notamment d'archivage fiable (c'est une contrainte médico-légale : il est obligatoire de garder des archives de tous les examens réalisés (imaginez un Guru Meditation pendant une écriture sur le disque central d'un hôpital, crachant tout ce qu'il contenait !) ou de confidentialité des données.

L'accueil

Club ATP : que pensent vos éventuels futurs clients de ce système à base d'Amiga ?

Pr. Itti : par tous les domaines de recherche qu'elle touche, cette station Amiga a déjà suscité un vif intérêt de la part des médecins lors de diverses présentations, notamment à des congrès (Saint Louis, Rotterdam). Nous avons par ailleurs demandé à avoir un stand de présentation à Anaheim (Los Angeles) au grand congrès de l'American College of Cardiology (l'un des deux grands congrès américains annuels de cardiologie) dont une partie est consacrée au développement informatique en cardiologie. Le prix est aussi très attractif (en médecine nucléaire, les prix moyens des systèmes d'imagerie (sans caméra) débutent à 300 000 FF, soit cinq à six fois plus que notre station Amiga...).

Les systèmes classiques sont en outre assez peu diffusés : Sopha Médical par exemple, industrie française parmi les premières sur le marché mondial dans ce domaine, propose des solutions relativement fermées et d'une architecture qui lui est propre (à base de 68020, plus des puces graphiques pour la 3D), fournies avec ses gamma-caméras. Il est donc intéressant de pouvoir disposer derrière d'un système plus général qui permet de se lancer dans des études de nouveaux algorithmes non encore utilisées dans la pratique hospitalière. Mais l'accueil est en général plus mitigé de la part des industriels, qui s'inquiètent face à la montée des systèmes sur micro (Mac, Sun, NeXT et maintenant Amiga), qui ne se contentent plus d'être des compléments aux stations fournies avec les caméras, mais tendent aussi à les remplacer...

Conclusion

Club ATP : votre conclusion ?

Pr. Itti : j'attends beaucoup de l'Amiga 4000. En effet, l'avance que nous avions avec l'Amiga 3000, du point de vue du rapport performances/prix, sur les autres types de touchions, s'est peu à peu évanouie... N'ayant jamais rencontré le moindre problème de fiabilité avec l'Amiga, et étant dans l'ensemble très satisfait de ses performances, je ne regrette absolument pas de l'avoir choisi !

Contact :

Pr. Rolland Itti
Hôpital Cardio-Vasculaire et Pneumologique
59, Boulevard Pinel
69003 Lyon.

Nous vous avons donc présenté aujourd'hui une application fort différente de celle de l'épisode précédent. Mais les ingrédients sont en partie les mêmes : à posteriori, on se félicite du choix de la machine. Mais au départ, faute de publicité énergique pour la machine, ce qui laisse libre cours aux idées préconçues (machine ludique), il a fallu un "élément perturbateur" pour l'inclure dans l'éventail des choix techniques, où elle s'avère en fin de compte digne d'intérêt. On peut néanmoins espérer que l'accumulation des "cas" où notre machine a été retenue va commencer à attirer l'attention de la concurrence, et faire peu à peu jurisprudence...


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