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Le 14.11.2014
Par :
Louis-Antoine Mallen

Le bistouri virtuel, un outil d’avenir pour les chirurgiens

Pratiquer en environnement virtuel permet aux étudiants de médecine de s’essayer aux opérations, de les répéter et d’analyser les erreurs commises, sans risque pour les patients. Une véritable avancée technologique au service de notre santé.

L’apprentissage de la chirurgie s’effectue traditionnellement par compagnonnage, aux côtés d’un chirurgien d’expérience. L’étudiant assiste le maître lors de ses opérations et celui-ci, peu à peu, lui passe la main. Pour progresser, le futur chirurgien s’exerce sur des animaux (voire des cadavres…) ainsi que, de plus en plus, sur des mannequins électroniques très sophistiqués. Des méthodes qui présentent néanmoins des limites. C’est le cas notamment en chirurgie oculaire : l’œil humain est très différent de celui d’un animal, et trop complexe pour être reproduit artificiellement. Fruit des dernières avancées technologiques dans le domaine de l’interaction homme-machine, l’apprentissage virtuel s’impose peu à peu comme la solution idéale à ce problème. « Les progrès de la réalité virtuelle ont permis de développer des systèmes de simulation interactive qui reproduisent les sensations visuelles et gestuelles du chirurgien avec une très grande précision », indique Jérémie Allard, président-fondateur de la société InSimo, une start-up issue d’Inria en 2013, spécialisée dans la simulation numérique du comportement des tissus biologiques.

Vitesse et précision

Si les environnements virtuels en milieu médical sont aujourd'hui le plus souvent cantonnés à l’apprentissage des soins infirmiers et de premiers secours, leurs applications en chirurgie progressent rapidement. « Dans le cas de la chirurgie de l’œil, InSimo participe avec ses partenaires Moog et SenseGraphics au projet international “HelpMeSee” (aidez-moi à voir) qui vise à former rapidement les quelque 30 000 chirurgiens nécessaires pour opérer de la cataracte les 20 millions de personnes dans le monde qui en ont besoin, explique Jérémie Allard. Nous contribuons à ce projet en développant des algorithmes capables de reproduire les déformations biomécaniques de l’œil lors de l’opération. »
La réalité virtuelle atteint ici ses sommets : le système est en mesure de restituer, en temps réel, tous les degrés de liberté des instruments ainsi que la sensation physique des efforts rencontrés lors de l’intervention chirurgicale. Pour développer ses algorithmes, InSimo travaille en étroite collaboration avec des praticiens reconnus internationalement. Grâce à leurs commentaires, ils permettent à la société d’affiner les simulations et de les valider. « Les algorithmes que nous mettons au point doivent être à la fois précis et rapides – c’est une des difficultés de la tâche – pour que la simulation soit la plus réaliste possible tout en étant interactive », précise Jérémie Allard.

Apprendre sans risques

La formation en environnement virtuel va au-delà des soins oculaires. « Cette nouvelle technique est bien adaptée à la nouvelle chirurgie minimalement invasive, où le praticien télé-manipule ses instruments et voit ce qu’il fait grâce à une mini-caméra introduite dans le corps, juge Pascal Staccini, Professeur à la Faculté de Médecine de Nice. Hormis son coût, encore assez élevé, la formation en environnement virtuel n’a que des avantages. Elle permet aux étudiants de s’essayer aux opérations aussi bien courantes qu’exceptionnelles, de les répéter, d’analyser les erreurs commises, d’affirmer leurs gestes et leurs initiatives. Et ce sans risquer de mettre en danger la vie d’un patient. »
Une chose est sûre : les premiers intéressés, c’est-à-dire les étudiants, plébiscitent ce nouveau mode d’apprentissage. « Ces formations sont très encadrées et l’environnement est tellement réaliste que l’on s’y croirait vraiment, assure Ondine Walter, étudiante en 5ème année de médecine. La simulation nous permet d’être moins stressés, et ainsi de mieux se préparer à gérer une situation réelle et ses risques. » Le scénario peut en outre introduire un défaut organisationnel, une panne d’équipement… « Le débriefing est une étape capitale de la séance : l’utilisation d’un environnement virtuel rend celui-ci beaucoup plus clair ! »
 

Pour aller plus loin

Environnement virtuel : comment ça marche ?

La création d’un environnement de réalité virtuelle (ou augmentée) repose sur trois composantes clés, élaborées par une équipe pluridisciplinaire : des interfaces (capteurs et actionneurs, gants numérisés, bras robotisés...), des modélisations numériques (pour simuler l’environnement et son évolution), et le temps réel (pour éviter tout délai entre l’action et la réaction). De la qualité de ces trois composantes dépendra le réalisme et l’efficacité de l’environnement virtuel.

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