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Chirurgie Visite guidée du bloc du futur

ANTOINE CAPPELLE acappelle@industrie-technologies.com

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À Strasbourg, l'Ircad développe les technologies de chirurgie de demain. Robotique, imagerie et modélisation 3D, transmission vidéo en direct des opérations... Autant de développements qui visent à rendre les gestes des chirurgiens plus précis, les interventions moins invasives, les diagnostics plus fins et la formation des praticiens plus efficace. Visite d'un labo qui préfigure le bloc opératoire du futur.

Les hôpitaux de Strasbourg sont une petite ville dans la ville. Sans un plan, on s'y perdrait. À côté du nouvel hôpital civil (NHC), se trouve l'Ircad. Cet institut de recherche est à la pointe des nouvelles technologies appliquées à la chirurgie. On s'attend à voir à l'intérieur un fourmillement de blouses blanches, mais rien de tel. Avec ses tableaux exposés aux murs, le hall du bâtiment est paisible comme un musée. « C'est très calme, aujourd'hui. D'habitude il y a beaucoup plus de monde », me précise-t-on. Le bâtiment rappelle plus l'université que l'hôpital : pas de patients ici, on ne charcute que des porcs. Mais on y croise des ingénieurs et des chercheurs acquis à la high-tech.

UN AMPHI HIGH-TECH POUR LA FORMATION EN LIVE

L'Ircad possède deux amphithéâtres. Comme à la fac, ou presque. Ici, l'équipement est high-tech. Le lieu n'est pas destiné aux étudiants en médecine, mais à des chirurgiens confirmés. Outre les nouvelles technologies, la spécialité de l'institut est la cancérologie de l'appareil digestif. On vient s'y perfectionner, en assistant à des masterclass données par des spécialistes mondiaux. Pas de cours écrits à la craie sur un tableau noir, tout se passe sur des écrans : les opérations sont retransmises en vidéo en direct depuis l'hôpital voisin.

La vidéo en haute définition est traitée par une véritable régie, d'où un technicien peut contrôler les caméras installées dans les blocs, les faire pivoter ou zoomer, et jongler entre les images de différentes opérations. L'assistance n'est pas passive : équipés de micros, les auditeurs peuvent intervenir et interroger les chirurgiens afin de mieux comprendre leurs gestes.

Les participants peuvent ensuite retrouver les vidéos de ces formations sur un site Internet, où l'Ircad met à disposition de nombreuses ressources documentaires, ainsi que certains logiciels développés à l'institut.

UNE IMAGERIE 3D POUR DES DIAGNOSTICS PLUS PRÉCIS

Les travaux de l'Ircad en imagerie consistent à modéliser en 3D l'intérieur des patients. Tout part d'un scanner habituel. La machine découpe le patient en tranches virtuelles. Une série de coupes à partir desquelles un logiciel reconstitue l'image en volume. Déjà loin des planches imprimées sur négatifs, ces images semblent aujourd'hui rudimentaires face à celles obtenues par les informaticiens de l'Ircad.

Le principe semble simple : des algorithmes détectent sur les radios les organes grâce aux différences de contrastes, en commençant par les formes les plus simples. Par une suite d'opérations, et avec un peu d'aide de la part du médecin, le logiciel forme ainsi les entrailles du patient en 3D.

« À l'avenir, cet outil évitera de nombreuses erreurs », prédit Luc Soler, directeur de l'équipe de recherche et informaticien de formation. Démonstration avec une tumeur du foie, dangereusement proche d'une artère. On se faufile dans le vaisseau, pour constater que la protubérance est en contact avec la paroi. La précision, d'un à deux millimètres, est suffisante pour évaluer la gravité et prévoir le traitement. « Il y a des détails que l'on ne pouvait voir qu'au moment de l'intervention. Utiliser cette visualisation 3D évite donc des complications sur la table d'opération. »

Car malgré les imageurs sophistiqués, la mesure reste parfois rudimentaire : « L'évaluation du volume d'une tumeur est approximative. La modéliser donne une mesure beaucoup plus précise. » De même, le logiciel aide à estimer les conséquences d'une opération : « Nous pouvons voir si le volume de foie restant est suffisant, et surtout s'il est toujours bien alimenté par les vaisseaux sanguins. »

Il est même possible de donner aux organes une élasticité proche du réel, et ainsi simuler l'intervention avant l'opération. « Il existait déjà des simulations d'opérations, mais ici le chirurgien travaille sur la modélisation du patient qu'il opérera réellement », précise le professeur.

Cet outil fonctionne et est actuellement testé dans plusieurs hôpitaux. La prochaine étape de la modélisation 3D est son application à la « réalité augmentée » pendant l'opération. L'utilité pour le chirurgien est d'avoir sur son écran l'image réelle des organes et, superposée, la modélisation numérique, afin de simuler par exemple la vue en transparence de la tumeur à extraire. « La difficulté de ce procédé est d'ajuster en direct les images virtuelles sur les vraies, car les organes et la caméra bougent. Pour le moment, cela doit être fait manuellement. L'objectif des recherches actuelles est de trouver un moyen de l'automatiser », conclut Luc Solers.

LA ROBOTIQUE POUR UNE CHIRURGIE MOINS INVASIVE

Dans le laboratoire de robotique, rien ne laisse deviner que l'on travaille pour la médecine. Ici, on utilise des ordinateurs et on manipule la mécanique. À la tête du groupe de recherche, Michel de Mathelin retrace l'histoire de la robotique médicale : « Les premières machines étaient des adaptations de robots industriels, utilisées pour des opérations orthopédiques, afin de fraiser un os avec plus de précision. »

Si quelques modèles de cette époque survivent encore, les robots ont évolué vers des systèmes créés spécifiquement pour des applications chirurgicales. L'une des problématiques est de se caler sur le mouvement des organes du patient. « C'est l'un de nos axes de recherche. Nous avons notamment mis au point un endoscope capable de suivre tout seul un point précis. »

Les outils développés à l'Ircad sont consacrés à la chirurgie mini-invasive et à la chirurgie par les voies naturelles. Ces techniques évitent d'ouvrir le patient, elles nécessitent donc des outils fins, insérés par de petites incisions, ce qui les rend difficiles à manier. Trop compliquée, « la chirurgie par les voies naturelles ne se développera pas sans la robotique », affirme le chercheur. L'enjeu est alors de fournir plus de degrés de liberté aux mouvements, en créant des logiciels et des interfaces adaptés.

C'est à l'Ircad que les futurs utilisateurs viennent se faire la main en opérant des porcs. L'élève chirurgien est assis à son poste de pilotage et manipule les bras robotiques insérés dans le ventre de l'animal, allongé sur la table d'opération. L'action est visible sur un écran : de petites pinces s'activent au milieu des organes. « Là, il y a trop de sang, il a dû couper quelque chose qu'il ne fallait pas », commente le guide.

Actuellement, seuls les chirurgiens expérimentés utilisent le robot Da Vinci, dont des centaines d'exemplaires se vendent chaque année. « La robotique se démocratise », observe Michel de Mathelin. « Opérer est plus facile avec un robot : on est plus habile. Le risque est de rendre les chirurgiens plus dépendants de l'instrumentation. »

IRCADINSTITUT DE RECHERCHE CONTRE LES CANCERS DE L'APPAREIL DIGESTIF

Fondé en 1994 à Strasbourg, il réunit des laboratoires de recherche en cancérologie digestive, robotique et informatique médicale, ainsi qu'un centre de formation en chirurgie mini-invasive.

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