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Contrôle automatique d’endoscopes par vision
Destiné au contrôle visuel automatisé d'endoscopes rigides, le testeur LightControl de Dovideq Medical Systems s'appuie sur une caméra industrielle IDS adaptée à ce type d'application : la uEye LE, réduite aux fonctions essentielles et dotée d'un capteur haute performance.
Un endoscope qui n'a pas été correctement nettoyé et désinfecté peut provoquer la transmission d'infections. Un endoscope défectueux peut entraîner des blessures pendant l'examen ou le traitement des patients. Autant de conséquences aussi graves que celles d'un diagnostic erroné ou d'un traitement incorrect dues à un défaut de fonctionnement de l'appareil. Un contrôle qualité fiable doit permettre d'exclure l'ensemble de ces risques.
Dédiée à la chirurgie peu invasive, la gamme d'instruments de mesure de Dovideq Medical Systems s'adresse aux services de stérilisation centrale des hôpitaux, aux entreprises de réparation d'endoscopes, ainsi qu'aux fabricants de ce type de dispositif.
Les causes possibles de défauts sont aussi variées que les dommages potentiels qu’un endoscope peut subir. Pour faire face efficacement à la complexité des critères de contrôle requis, l'entreprise néerlandaise Dovideq Medical Systems a développé un système de contrôle visuel breveté baptisé LightControl, particulièrement maniable, petit, léger, bon marché et rapide.
Automatisé, le contrôle est effectué à l'aide d'une caméra uEye LE fournie par le fabricant allemand IDS. Compacte et robuste, cette caméra est bien adaptée à l'intégration dans de petits dispositifs et des systèmes embarqués, ce qui la prédestine à un usage dans les technologies médicales.
« Grâce à la caméra d'IDS, le système voit bien plus que l'œil d'un chirurgien, par exemple des particules de saleté, des bris de lentille, des impuretés ou des variations de couleur », explique Chielant de Wit, directeur général de Dovideq Medical Systems.
Le prix, la qualité du capteur et la taille ont été des facteurs déterminants dans le choix du modèle. Il s'agit précisément de la caméra industrielle USB3 Vision U3-3860LE Rev.1.2 intégrée, réduite aux fonctions essentielles et dotée d'un capteur Sony IMX290. Celui-ci offre une fréquence de 135 images par seconde et une résolution de 1936 x 1096 pixels. Il se distingue notamment, grâce à la technologie BSI (back-side-illumination), par une qualité d'image élevée avec une séparation nette des couleurs, et la reproduction fidèle du motif, très importante ici, même dans des conditions d'éclairage défavorables ou fluctuantes.
Des images analysées à l'aide de six paramètres
Pour le contrôle de qualité automatisé des endoscopes, Dovideq a identifié six paramètres de test et de mesure examinés par la caméra.
L'algorithme "Bris de lentille" mesure si une ou plusieurs lentilles internes sont cassées.
L'algorithme "Détection de particules" détecte si de fines particules de saleté, de l'humidité ou d'autres impuretés ont réussi à pénétrer à l'intérieur de l'endoscope. Pour ces deux mesures, la caméra prend plusieurs images et réalise un histogramme. Le système référence les images par rapport aux images précédentes et alimente un réseau neuronal avec ces données.
Lors de la mesure "Fibre optique", des valeurs de référence permettent de s'assurer que les fibres ou les paquets de fibres de l'endoscope laissent passer suffisamment de lumière. Le but est d'éviter que l'endoscope ne fournisse des images floues.
La "Transmission de la lumière" des lentilles est déterminée à partir d'images individuelles prises par la caméra IDS intégrée. L'instrument de mesure utilise alors une source lumineuse calibrée qui tombe sur un plan de pixels. Chaque pixel est associé à une valeur RVB spécifique d'un spectre de couleurs. La combinaison de tous les pixels est convertie et référencée en une valeur de luminance à l'aide d'un algorithme spécialement développé.
La "Mesure de la mise au point" permet de vérifier à l'aide de la transformation en ondes Harr si les lentilles sont intactes et non contaminées ou si l'endoscope fournit une image claire. Pendant la mesure, le système capture plusieurs images afin d’avoir une vision de l'état de chaque lentille. Dans le meilleur des cas, la caméra regarde à travers l'endoscope et montre des contours nets.
La "Correction de la couleur" est effectuée pour détecter les décolorations dues au processus de stérilisation. Le système prévient des erreurs d'interprétation des images dues à des variations de couleur. L'appareil capture des images et mesure les écarts dans la transmission des couleurs à l'aide du modèle HSV. Celui-ci décrit la couleur d'un pixel sur la base de 3 valeurs : Hue (teinte), Saturation (saturation) et Value (luminosité). La correction de la couleur garantit la reproduction exacte des couleurs réelles des organes ou des tissus pour éviter toute erreur de diagnostic ou de traitement.
« Les détails des tests et des mesures permettent d'évaluer les informations sur les performances des endoscopes testés et d'établir des analyses d'évolution et de tendance », explique Chielant de Wit. « LightControl enregistre tous les détails des mesures de l'endoscope, y compris les résultats des tests, dans une base de données appelée Endoscope Manager. Cela permet d'établir des rapports de gestion et de qualité spécifiques ».
Une demande d'automatisation croissante
La demande en matière d'inspection visuelle automatisée des endoscopes est déjà élevée et devrait continuer à croître dans les années à venir, en raison notamment de l'augmentation du nombre de procédures endoscopiques et de la sensibilité croissante aux risques d'infection. Dans ce cadre, l'intelligence artificielle contribuera à améliorer l'efficacité et la précision des processus d'inspection et à minimiser les erreurs humaines.
Le recours aux caméras IDS fait ses preuves dans ce type d'application. « Dans les technologies médicales, la demande pour nos produits a particulièrement augmenté l'année dernière, ce qui nous réjouit, et pas seulement d'un point de vue économique », souligne Jan Hartmann, directeur général d'IDS. « De plus en plus de caméras IDS contribuent ainsi à la promotion de la santé dans le monde entier ».