Série Les frontières de la science
Olympus : maintenir son avance mondiale dans le domaine des endoscopes
[11.09.2013] Autres langues : ENGLISH | 日本語 | 简体字 | 繁體字 | ESPAÑOL |

Olympus est surtout connu pour ses produits grand public tels que les appareils photos, mais l’entreprise est un leader mondial dans le domaine des équipements médicaux — notamment les endoscopes, où sa part du marché mondial atteint 70 %. Nous examinons ici sa technologie et l’histoire sur laquelle repose son succès.

L’endoscopie : un procédé qui avance à grands pas

Pour la majorité des gens, l’idée qu’on leur introduise une caméra dans l’un des orifices du corps n’est pas quelque chose de plaisant. Et pourtant cette façon de procéder, appelée endoscopie, est couramment utilisée par les médecins pour obtenir un diagnostic plus précis de l’état de leurs patients.

L’endoscope est équipé à son extrémité d’un objectif, d’un capteur photographique CCD et de deux éclairages. Les deux éclairages servent à empêcher la formation d’une ombre projetée par les instruments placés à l’extrémité de l’endoscope. Les instruments sont insérés dans un conduit grâce auquel on peut également aspirer des substances liquides hors du corps des patients.

Les endoscopes sont en règle générale des tubes flexibles qu’on insère dans le corps par la bouche, le nez ou l’anus pour examiner le tube digestif, ou via une incision pour explorer d’autres parties du corps. Ces appareils sont pourvus d’un CCD (charged-couple device), un capteur photographique placé à leur extrémité et destiné à convertir une image optique en signal électrique, lequel s’affiche alors en temps réel sur un écran. C’est ce qu’on appelle un système de vidéoscopie.

Mais les fonctions de l’endoscope ne se limitent pas au diagnostic. « Les endoscopes offrent le gros avantage de pouvoir aussi servir à l’administration d’un traitement », dit Yamaoka Masao, dirigeant du Service de la planification d’entreprise d’Olympus Medical Systems Corporation, société qui détient une part de 70 % sur le marché mondial des endoscopes.

L’endoscope est pourvu sur toute sa longueur d’un conduit de deux à trois millimètres de diamètre, qui permet l’insertion de toute une gamme d’instruments destinés au traitement des maladies. Les médecins utilisent ces tubes pour sectionner et enlever de l’organisme des tissus cancéreux ou des polypes, administrer des injections, étancher des saignements et extraire des corps étrangers.

Grâce à l’évolution des endoscopes et des instruments de traitement, alliée à la progression des savoir-faire des praticiens, l’endoscopie a fait un grand bon en avant au cours de ces dernières années. Alors qu’elle ne permettait auparavant d’enlever que de minuscules morceaux de tissus cancéreux, elle autorise, dans sa forme la plus récente, appelée dissection endoscopique sous-muqueuse (DESM), le traitement à un stade précoce des tissus cancéreux d’un diamètre égal ou supérieur à deux centimètres. Comparée à la chirurgie abdominale ouverte, ce procédé est beaucoup plus doux pour l’organisme et permet un retour beaucoup plus rapide à un mode de vie normal.

La DESM est la plus récente méthode d’intervention chirurgicale à l’aide d’un endoscope. Auparavant, la résection mucosale endoscopique (RME), qui utilisait un instrument en forme de lasso pour exciser les tumeurs, ne permettait pas d’intervenir au-dessus d’une certaine taille. En se servant d’un petit scalpel, les praticiens peuvent appliquer la DESM pour enlever des tumeurs de plus de deux centimètres de diamètre. Au Japon, environ un patient sur quatre affectés du cancer de l’estomac bénéficie d’ores et déjà de ce traitement. Source : « Gan o kirazu ni naosu naishikyô chiryô ESD wakaru hon » (Comprendre la DESM : une méthode de traitement du cancer sans chirurgie lourde) (Kôdansha, 2011)

Une mine de brevets

Le système de vidéoscopie consiste fondamentalement en un dispositif qui envoie de la lumière au bout de l’endoscope, un processeur vidéo qui prend les images du CCD et les affiche sur l’écran et divers autres composants. Pour obtenir une image claire des endroits sombres du corps, on utilise des lampes au xénon, une source d’éclairage particulièrement puissante.

La conception de base de l’endoscope n’a guère changé depuis vingt ans. Ceux d’aujourd’hui sont toujours traversés de bout en bout par un câble qui permet au praticien de courber et de manipuler l’extrémité de l’instrument. Toutefois, les divers mécanismes et les matériaux utilisés dans le système de vidéoscopie mettent en jeu un grand nombre de technologies brevetées et exigent une grande expertise en ingénierie. Olympus ne laisse pas filtrer beaucoup d’informations sur la fonction et le contenu de ses brevets, mais, à en croire les registres du Bureau japonais des brevets, Olympus détient le record des demandes de brevets liés à l’endoscopie.

Il n’est pas jusqu’au matériau sombre, semblable à de la résine, entrant dans la composition du conduit inséré dans le corps, qui n’exige une considérable expertise. « Si la partie insérée de l’endoscope est douce et fine, l’opération est plus facile à supporter pour le patient, mais si elle est trop molle, elle risque d’être difficile à insérer et à manœuvrer », explique M. Yamaoka. « Pour obtenir exactement la force et la flexibilité requises, il nous faut un alliage spécial de matériaux. Outre cela, ces matériaux doivent à l’évidence ne présenter aucun danger pour l’organisme. »

Depuis quelques années, les recherches des fabricants d’ustensiles médicaux se focalisent de plus en plus sur une technologie spécialisée de la vision qui utilise différentes longueurs d’ondes pour obtenir une image plus claire. Chez Olympus, la technologie d’imagerie à bande étroite (IBE) utilise une lumière bleue et verte à plus courtes longueurs d’ondes. L’IBE, qui permet de voir avec une grande précision des vaisseaux sanguins qui seraient difficiles à discerner sous une lumière normale, facilite ainsi le diagnostic. La longueur d’ondes précise utilisée étant elle aussi brevetable, ce domaine fait l’objet d’une sérieuse compétition entre fabricants.

La technologie IBE : donner du relief à l’image

Avec une lumière normale, les vaisseaux sanguins, noyés dans la couleur rose des organes internes, sont difficiles à discerner (gauche). La lumière bleue (longueur d’onde 415 nanomètres) et la lumière verte (540 nanomètres) les rendent beaucoup plus visibles. (Photos : Kawamura Takuji, département de gastro-entérologie, Deuxième hôpital de la Croix rouge de Kyoto)

Décoder les commentaires des professionnels

Il peut arriver que les praticiens qui utilisent des endoscopes formulent des exigences très précises à propos de minuscules détails, depuis la douceur de l’insertion jusqu’à la courbure prise par l’instrument lorsqu’on exerce une force sur lui. Avec la méthode DESM, par exemple, les médecins manient les minuscules instruments placés au bout de l’endoscope tout en surveillant l’écran. Et la fragilité des organes intérieurs sur lesquels les instruments interviennent exige de ceux-ci une extrême délicatesse et une haute précision. Si le fonctionnement de l’endoscope n’est pas exactement conforme aux attentes du praticien, il peut en résulter des dommages organiques pour le patient. D’où les exigences des praticiens en matière de précision et de sensibilité.

Pour parler de la commodité d’utilisation d’un endoscope, les praticiens peuvent employer des phrases assez abstraites, comme « il y a une sensation de faiblesse quand je bouge l’endoscope ». Le défi auquel se trouvent confrontés les ingénieurs réside dans l’interprétation correcte des commentaires des médecins et dans l’intégration des modifications souhaitées de conception des instruments. « Comprendre l’apport des utilisateurs et intégrer ce retour dans les produits finaux, voilà ce que les fabricants japonais font le mieux », dit M. Yamaoka. « Les exigences peuvent être très diverses, mais nous faisons notre possible pour produire des endoscopes faciles à utiliser dans toutes les conditions. »

Les praticiens veulent aussi que la caméra des endoscopes leur fournisse des images de haute qualité. D’après M. Yamaoka, c’est tout à l’avantage d’Olympus : « Au début, les fabricants américains arrivaient en tête du peloton dans la technologie de la vidéoscopie. Si nous sommes parvenus à les dépasser, c’est en partie grâce à l’efficacité de notre réaction aux souhaits des médecins qui demandaient des images plus claires pour les aider à déceler les anomalies. » Si, par exemple, le praticien veut examiner de près l’état de vaisseaux sanguins de couleur rouge dans un organe interne de couleur rose, la clef de la réussite réside dans la subtilité de l’équilibre des couleurs, comme le montrent les images IBE reproduites ici. Qui plus est, la qualité d’image requise d’un endoscope diffère considérablement de celle qu’offrent les caméras numériques grand public. Au fil des ans, les ingénieurs ont affiné la qualité de l’imagerie endoscopique, de façon à ce que les instruments soient plus efficaces pour aider les praticiens à localiser rapidement les anomalies, à formuler le bon diagnostic et à déterminer le traitement qui en découle.

Une amélioration régulière et graduelle

Quelle que soit leur gamme de produits, les entreprises les plus fortes se focalisent non seulement sur la fonctionnalité mais aussi sur la facilité d’usage. Lorsqu’il s’agit d’instruments professionnels, nombreux sont les utilisateurs qui ne souhaitent pas abandonner un fournisseur avec lequel ils se sentent à l’aise, même si la concurrence offre des produits plus variés et meilleur marché. « Je ne pense pas qu’il puisse survenir un changement soudain, révolutionnaire, dans le secteur des endoscopes digestifs », dit M. Yamaoka. Chez Olympus, notre intention est de continuer de faire ce que nous avons toujours fait, à savoir procéder à des améliorations régulières et graduelles au niveau de la mise au point et de la fabrication des produits. » La place de leader que l’entreprise occupe aujourd’hui n’est en fait que la récompense de son application diligente de ce choix tout au long des soixante années que compte son histoire.

■ L’endoscope de 1950

Un examen des débuts de l’implantation d’Olympus sur le marché des endoscopes offre un éclairage intéressant sur l’ampleur des progrès technologiques accomplis en ce domaine. La gamme actuelle de produits prend sa source dans un endoscope fabriqué dans les années 1950. L’objectif, la pellicule et le flash de la caméra n’occupaient alors que quelques centimètres. La mise au point de cet appareil a commencé dans les années 1940, quand des médecins de l’hôpital de l’Université de Tokyo en ont proposé l’idée. L’obtention d’une pellicule adaptée constituait à elle seule une gageure. Faute de viseur, il fallait attendre que les images soient développées pour savoir à quoi elles ressemblaient. Les praticiens, qui opéraient dans une chambre totalement obscure, se fiaient à la lumière du flash à travers la peau du patient pour estimer quelle zone ils étaient en train de photographier.

(D’après un original en japonais de Kimura Ryôji.)

  • [11.09.2013]
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