RÉSUMÉ.
Les cicatrices de brûlures profondes évoluent vers un stade inflammatoire caractérisé par rougeur, hypertrophie, induration et troubles do la pigmentation.
Pour évaluer cas phénomènes, nous disposons do l'échelle de Vancouver dont la version française n'a fait l'objet d'aucune validation et du test à la vitro pression. Or de nombreux facteurs Peuvent fausser Cette évaluation ; l'interprétation des résultats est done subjective. Il est alors difficile de juger précisément l'évolution cicatricielle et l'efficacité des diverses thérapeutiques.
En relation avec le département microélectronique et automatique de la faculté des sciences de Montpellier, noirs avons mis en place un projet d'étude de la couleur des cicatrices par vision artificielle ; le matériel comporte nue enceinte photographique, Une Caméra certain reliée à Lin PC et un logiciel de traitement d'image. L'étude nécessite des conditions expérimentales précises pour limiter les sources d'erreurs ; si première partie concerne la validité du système d'analyses,
L'exploitation des photographies en noir et blanc paraît plus fiable qua ]'étude des couleurs dont les paramètres sont multiples. Les photographies sont saisies en couleur, traitées en noir et blanc et l'évolution petit erre jugée par ,Soustraction d'images : la quantification se fait dans l'échelle de niveaux de gris allant de 0 pour le non à 255 pour le blanc ;
L'utilisation de la vision artificielle paraît care un moyen intéressant d'évaluation de la couleur cicatricielle, niais l'étude est à poursuivre avec un plus grand nombre de cas.
Mots clés : cicatrices
Introduction
Les brûlures profondes évoluent vers un état inflammatoire responsable de rougeur, d'hypertrophic, d'induration et de troubles de la pigmentation à type d'hypo ou d'hyperchromie. Lc degré do rougeur est corrélé au degré d'activité capillaire et serait un indicateur de l'évolution do l'hypertrophie [1]. La lésion et son traitement initial, la longueur de cicatrisation, le délai par rapport à l'accident, le traitement de rééducation, le terrain, la zone touchée influencent cette évolution. La coloration varie chez un même patient salon la température, l'activité ou les coins, le moment de la journée ; ces facteurs influençant l'évolution et l'évaluation sent multiples.
Il est done nécessaire do disposer d'indicateurs; objectifs penne& tant de suivre cette évolution, de quantifier l'inflammation pour évaluer l'efficacité des diverses techniques utilisées.
L'évaluation repose essentiellement cur l'évaluation clinique, mais il existe aussi des moyens plus sophistiqués. Sur le plan clinique, l'échelle de Vancouver [2] est utilisée par la plupart des équipes ; elle permet de quantifier la rougeur cotée de R 0 à R 3, la souplesse de S 0 à S 3, l'hypertrophic de Ht 0 à Ht 3 et la pigmentation de P 0 à P 2 ; cependant les cicatrices sont hétérogènes cur une même région. La couleur varie salon le moment chez le même patient et l'évaluation peut être différente salon la personne, De plus la rougeur est parfois associée à des variations do pigmentation. II est alors difficile de différencier le rouge clair du rose, le rouge foncé du violet, et qua dire du rouge associé à une hyper pigmentation. De plus, la version française de l'échelle de Vancouver n' a pas fait l'objet d'une évaluation. Le test à la vitro pression est utilisé par certaines équipes, il implique des conditions d'analyse identiques ; la pression appliquée n'est pas quantifiée et peut varier selon les praticiens, de même l'évaluation du temps de recoloration. Enfin les photographies, réalisées par toutes les équipes, permettent d'avoir une iconographie, mais il est difficile de comparer les clichés ; pour pouvoir les comparer, il faudrait des critères do prise de vues identiques (éclairage, distance, ouverture ..), ce qui est rarement le cas. Les moyens para cliniques existent mais beaucoup ne peuvent être utilisés de manière courante pour suivre les lésions [1]. Les ultra sons donnent une valeur de l'hypertrophic [1,3]. La thermographie permet de mesurer l'activité capillaire, mais nécessite une stabilisation de l'environnement. Enfin lc laser doppler confirme que la prolifération vasculaire est un précurseur do l'hypertrophie, mais cet examen est onéreux et chronophage. Devant la subjectivité de l'évaluation clinique et les difficultés de mise en oeuvre des moyens paracliniques pour un suivi régulier de l'évolution des cicatrices en centre de rééducation, nous avons confié un projet de recherche au département de micro électronique et robotique de la faculté de sciences de Montpellier. La mission confiée aux élèves ingénieurs [4] avait trois objectifs : évaluer l'état inflammatoire par l'appréciation de la rougeur en effectuant l'analyse dans le domaine du visible couleur et noir et blanc, déterminer des sources d'éclairage et les conditions expérimentales et mettre en oeuvre un logiciel d'analyse.
La couleur ne correspond à une longueur d'ondes que pour les couleurs primaires : violet, indigo, bleu, vert, jaune, orange et rouge. La lumière complexe correspond à une combinaison de couleurs complexes. Deux systèmes sont couramment utilisés, le système RGB et le système I-ISL. Le système RGB utilise la combinaison de trois couleurs élémentaires (rouge, vert et bleu), mais il est difficile d'isoler le vert. Le système HSL évalue la teinte (hue), la saturation et la luminance (value) ; la saturation analyse la différence entre la teinte pure et les couleurs neutres (blanc, gris et noir), la luminance correspond à la proportion de noir et de blanc. Cette méthode est plus intuitive pour l'oeil humain. Le traitement des couleurs est complexe ; pour simplifier l'étude nous avons utilisé la conversion des couleurs en noir et blanc, ainsi la luminance et la saturation sont minimisées dans des conditions expérimentales fixes. La comparaison des niveaux de gris est réalisée par une technique de soustraction d'images.
Le matériel utilisé comporte un ordinateur PC muni d'une carte d'acquisition vidéo Piccolo pro ; le logiciel Matrox Inspector est utilisé pour la conversion d'images en noir et blanc et la soustraction d'images. Les prises de vues sont réalisées avec une caméra couleur CFM 401 dotée d'un zoom x 18 x 4 et pilotée par l'ordinateur. L'enceinte photo de 1 m3 (figure 1), comporte une source de rétro éclairage pour éliminer les effets d'ombre au niveau du socle, un néon circulaire à la partie supérieure, une plaque de plexiglas percée en son centre pour laisser passer l'objectif de la caméra et un rideau noir pour former l'enceinte au niveau de la partie antérieure [4].
<% immagine "Figure 1","gr0000002.jpg","enceinte photographique",230 %>Les tests ont porté sur la face dorsale des mains et les paramètres expérimentaux retenus étaient toujours identiques ; les gams compressifs sont enlevés une heure avant l'examen pour ne pas être gênés par les plis cutanés et le patient est mis au repos 10 minutes avant les prises de vues pour éviter do majorer la congestion. Enfin la température de la salle est comprise entre 22 et 23° et les stores fermés pour obtenir les mêmes conditions d'éclairage. Pour vérifier la similitude des réglages lors des examens successifs, un carton coloré de référence a été enregistré sur chaque photographie ; ce carton est collé sur la plaque où est appuyée la main. La main est posée à plat sur le socle, paume contre le socle, doigts serrés les uns contre les autres, lc pouce en adduction contre le deuxième métacarpien. Les photographies sont enregistrées en noir et blanc et en couleur ; dans un deuxième temps, l'opérateur superpose les motifs par translations et rotations d'une image, puis le programme effectue la soustraction des images. Enfin l'utilisateur binarise le résultat, visualise les différences en modifiant le seuil et mesure l'intensité des pixels dans la zone sélectionnée (figure 2).
<% immagine "Figure 2","gr0000003.jpg","soustraction d'images",230 %>L'étude a porté sur 5 patients hospitalisés en centre de rééducation, deux adultes et trois enfants victimes de brûlures dorsales do la main ; les adultes ont effectué une séance de tests et arrêté l'étude car ils perdaient une 1/2 journée de soins et supportaient mal les enfants turbulents. L'évolution n' a donc pu être étudiée que sur les trois enfants ; 5 séances ont été réalisées à 15 jours d'intervalle avec 8 prises de vues par patient [4].
<% immagine "Tableau I : patient 1","gr0000004.jpg","variation des pixels noirs et blancs",230 %> <% immagine "","gr0000005.jpg","",230 %>Le patient 1 est à quinze mois d'évolution des cicatrices de brûlures, il présente un état inflammatoire associé à des cicatrices hypertrophiques (tableau 1) ; lc patient 2 est à cinq mois d'évolution, les cicatrices sort inflammatoires sans hypertrophie (tableau 2).
<% immagine "Tableau II : patient 2","gr0000006.jpg","variation des pixels noirs et blancs",230 %> <% immagine "","gr0000007.jpg","",230 %>La quantité do pixels blancs augmente daps la zone ciblée lorsque la cicatrice évolue (tableau 1, 2). Cela peut correspondre à une évolution positive ou négative, les résultats se traduisant en + ou - selon la dynamique do l'évolution. L'analyse des résultats noun a fait éliminer la troisième séance car les paramètres étaient erronés ; cette erreur a été mist en évidence en comparant l'indicateur coloré de référence et était due à un mauvais paramétrage lors d'une séance à cause du déplacement du matériel. L'étude de la couleur en RGB montre des résultats d'interprétation difficile chez les deux patients menus (tableau III).
<% immagine "Tableau III","gr0000008.jpg","analyse de la couleur en RGB",230 %> <% immagine "","gr0000009.jpg","",230 %>Les conditions de prise de vues sont fondamentales et. pour obtenir des résultats comparables, il est souhaitabIe que le matériel soit installé dans une pièce où il n'est pas déplacé. L'utilisation d'un indicateur coloré permet de s'assurer que les paramètres sont identiques. L'éclairage du néon fluctue légèrement car il fonctionne avec du courant alternatif, cc scintillement peut interfèrer avec la fréquence de la caméra ; un système d'éclairage plus adapté est done à rechercher pour la poursuite de l'étude. La superposition reste délicate, mais sa répétition donne des résultats identiques, donc coherents. L'étude en noir et blanc montre une variation du nombre do pixels blocs lorsque la couleur varie, par contre les variations des couleur s en RGB sont d'interprétation difficile. I nfin l'étude a porté suit un nombre très limité do cas et une étude suit une plus grande série de cas est nécessaire pour valider la méthode. Il existe quelques parutions suit l'évaluation des cicatrices do brûlures mais beaucoup ne sont que des études préliminaires ; cela confirme la complexité du problème. Passotto décrit un studio de prises de vues avec possibilité de traitement informatisé de l'image, mais il n'est pas fait état de moyens de comparaison des images dans un but d'évaluation et de suivi ; l'intérêt de ce système est de réaliser une banque d'images à visée iconographic et éducative [5]. Powers [6] évoque les difficultés d'évaluation clinique objective des cicatrices de brûlures et les possibilités futures d'évaluation objective. L'utilisation d'images 2D, 3D et l'analyse de la distorsion d'images projetées traitées par informatique peuvent être des méthodes d'avenir pour l'analyse de la taille, la forme, la couleur et la souplesse ; les auteurs préconisent des conditions standardisées de prise de vues pour l'analyse de la couleur, l'extraction des couleurs grâce au système RGB et l'utilisation de filtres polarisants pour éliminer l'aspect lustré de la peau cicatricielle. Dans l'étude de Davey [1] portant suit l'analyse informatique de la couleur, les paramètres de caméra (Hi8) et conditions d'éclairage sont identiques à chaque prise de vue, la salle est couverte de rideaux blancs du sol au plafond, donc la cellule vision est do plus grande taille ; les couleurs standard sont incorporées suit chaque image. La surface est mesurée suit 1cm2 ou 5 x 5 pixels et repérée par une règle intégrée suit l'écran pour retenir les coordonnées. 11 existe une variation des couleurs, normalisée par un programme informatique ; il permet un ajustement de la balance des couleurs jusqu'à ce que la couleur standard soit correcte. Dans notre étude les couleurs ne sont pas modifiées par un traitement informatique des données. Enfin il n'a pas d'indication suit les critères d'analyse retenus.
L'étude do la couleur des cicatrices do brûlures montre des résultats intéressants et fiables par la technique de soustractions d'images en noir et blanc; cette méthode peut permettre d'évaluer objectivement l'inflammation Un seul indice suit une échelle do gris allant do 0 pour le noir à 255 pour le blanc est utilisé. L'éclairage est à perfectionner ainsi que la cellule photo trop exiguë. La méthode doit étre validée par un plus grand nombre de mesures et son utilisation simplifiée. Une corrélation avec des mesures par caméra ultra rouge serait intéressante.
Summary
Evaluation of the colour of burns scars by artificial vision : preliminary study
Burn scars evolve to an inflammatory stage characterized by redness, hypertrophy, contracture and pigmentation changes. To evaluate these phenomena, we have the Vancouver scale whose french version was not validated and the vitro pressure test. However many factors can distort this assessment: the interpretation of results is thus subjective. It is then difficult to consider precisely scar evolution and the effectiveness of various therapies. With the microelectronic and automatic department of Montpellier sciences university, we set up a draft study of the colour of scars by artificial vision; the hardware comprises a photographic enclosure, a camera colour connected to a PC and software of image processing. The study requires precise experimental conditions to limit the sources of errors; its first part relates to the validity of the system of analyses. Use of black and white photographs appears more reliable than colours study whose parameters are multiple. The photographs are captured in colour, processed in black and white and the evolution can be evaluated by subtraction of images; the quantification is done in the level grey scale from 0 for black to 255 for the white; The use of artificial vision appears to be an interesting means for evaluation of scar colour. but the study is to be continued with a greater number of cases.
Key words : scares