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Le 07.04.2012

Chirurgie : quand la réalité augmentée s’en mêle

En chirurgie, l’œil guide la main. Les interventions seraient donc plus faciles si notre corps était transparent ! Mieux : s’il faisait apparaître les organes voulus, à la bonne taille, assortis d’indications opératoires, et bien sûr en 3D. Une idée un peu folle mais qui commence à prendre réalité dans quelques labos de recherche et blocs opératoires.
© Getty

Quand un chirurgien doit intervenir après une rupture d’anévrisme cérébral, ou pour l’éviter, les délais sont courts et les difficultés multiples. L’anévrisme se présente généralement comme un petit sac placé sur une paroi artérielle, un fragile renflement dont le diamètre est compris entre 2 et 8 mm de diamètre. S’il est inaccessible par voie chirurgicale directe, il faudra se glisser jusqu’à lui afin d’y placer une sorte de petit bouchon appelé « coil » et constitué d’un fil de platine enroulé.

Pour cela, le chirurgien introduit un tuyau très fin (dit cathéter) dans l’artère fémorale, au niveau de l’aine, c’est-à-dire à près d’un mètre de distance de l’anévrisme cérébral. Mais pour naviguer à travers ce long, minuscule et délicat dédale - qui n’a plus que de 1 à 4 mm de diamètre aux abords de l’anévrisme - il dispose seulement de quelques écrans de contrôle.

Hélas les images affichées sur ces écrans ne sont pas suffisamment informatives. D’abord elles sont en 2D et en noir et blanc (angiographies numérisées). Impossible d’avoir des images 3D : les technologies d’IRM cérébral ou d’angiographie 3D ne peuvent pas à la fois offrir une résolution suffisante et produire le flot d’images nécessaire à l’exécution du geste thérapeutique.

Mais quand on ne peut pas voir, il reste quand même une solution : pré-visualiser ou imaginer. A condition de savoir exploiter toutes les images dont le chirurgien dispose, il est techniquement possible de faire naître une image 3D en temps réel de la région opérée.

En superposant ces images 3D pré-opératoires aux images 2D qui s’affichent sur les écrans de contrôle du chirurgien, les mondes virtuels et réels s’associent, se complètent et fusionnent dans une image plus aisée à interpréter ! C’est l’une des incroyables possibilités qu’offre désormais la « réalité augmentée » aux chirurgiens de l’extrême.

Magrit : ceci n’est pas un organe

La réalité augmentée est déjà exploitée en chirurgie, notamment au service de neurochirurgie du CHU de Nancy. Pour sa part, Erwan Kerrien, chercheur en informatique, s’est spécialisé dans l’analyse des images médicales, au sein de l'équipe de recherche Magrit (Augmentation visuelle d'environnements complexes), à Inria Nancy. « Je m’intéresse à la mise en correspondance géométrique et à l’analyse, dans l’espace, des images médicales : 2D, 3D, radiologies ou IRM... Notre rôle consiste à plaquer une image enrichie sur celle que le chirurgien choisit de regarder, et en temps réel. En cela, on peut parler de réalité augmentée », précise-t-il.

Grâce à ces méthodes, le chirurgien acquiert notamment la possibilité de voir ce qui se trouve réellement en avant ou en arrière de l’objet qu’il observe - ce que la vision par radiologie 2D ne permet pas. Il peut aussi mieux appréhender la position de son outil ou d’un coil, par exemple.

Ces méthodes ont d’autres applications prometteuses, et en particulier la simulation d’interventions, afin de permettre aux chirurgiens de se préparer à une opération, ou se former aux techniques opératoires sur des cas sélectionnés. Dans ces simulations, de nombreux paramètres physiologiques, biomécaniques, et géométriques sont mis en équation et calculés : modifications du flux sanguin, pression mécanique du cathéter sur la paroi vasculaire, interactions entre les micro-outils et les vaisseaux... Difficulté supplémentaire : ces calculs très complexes doivent s’effectuer en temps réel afin de placer le chirurgien dans des conditions parfaitement réalistes.

 

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