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Hôpital Henri-Mondor, AP-HP : une équipe publie pour la première fois une classification des dispositifs de réalité augmentée en chirurgie maxillofaciale

Publié le Communiqués de presse

Depuis plusieurs années, les chirurgiens ont recours à la réalité augmentée en chirurgie maxillofaciale et cranofaciale avec notamment le port de lunettes intelligentes. L’équipe du service de chrirugie plastique, reconstructrice, esthétique et maxillofaciale de l’hôpital Henri-Mondor, AP-HP a analysé la littérature et vient de catégoriser les différentes techniques utilisées dans ce domaine. Cette étude est publiée dans la revue International Journal of Oral & Maxillofacial Surgery le 11 octobre 2018. En plus de libérer le champ visuel et les mains du chirurgien, la réalité augmentée constitue dans ce domaine une avancée majeure. L’équipe l’utilise également pour le repérage précis des tumeurs mammaires.

La réalité augmentée sur lunettes intelligentes permet au chirurgien de visualiser des objets virtuels en trois dimensions pendant l’intervention chirurgicale, superposés en temps réel à l'anatomie du patient. Elle est utilisée en radiologie, en radiologie interventionnelle, en neurochirurgie, en ORL, parfois en chirurgie cœlioscopique digestive ou urologique. L'objectif de cette nouvelle étude, menée par le Dr Romain Bosc du service de chirurgie plastique, reconstructrice, esthétique et maxillofaciale dirigé par le Pr Jean Paul Meningaud, dans la continuité des études précédemment publiées par la même équipe[1], est de délimiter le champ d'application actuel de cette technologie.

La réalité augmentée est apparue dans cette discipline avec l'arrivée de la numérisation de l'imagerie dans les années 1990 et 2000. Toutefois, il a fallu attendre la miniaturisation des dispositifs de visualisation : lunettes et caméras ainsi que l'augmentation de la puissance de calcul des processeurs utilisés en imagerie médicale pour pouvoir concevoir un système de réalité augmentée "embarquée".

Les médecins proposent, pour la première fois, une classification basée sur la facilité d'utilisation et d'applicabilité de la réalité augmentée au bloc opératoire: plus le dispositif est léger, responsif et puissant en terme d'imagerie numérique, plus il a de chance d'avoir une application en situation réelle auprès du patient et de son chirurgien. Ainsi, quatre groupes ont été définis dans l’étude : les dispositifs portés par le chirurgien tels que les lunettes intelligentes avec ou sans système de guidage, les dispositifs de projections de données via des miroirs, la projection directe d’images sur le patient, les dispositifs basés sur le transfert de données sur écran. La plupart des études analysées a recours à la première catégorie.

Avec les lunettes intelligentes, le chirurgien dispose des informations planifiées de guidage opératoire sans qu’il soit nécessaire d’utiliser un guide physique tout en conservant les deux mains libres. Si on libère le champ visuel et les mains du chirurgien tout en lui fournissant des données d'imagerie infra-cliniques, on "augmente" réellement les capacités humaines de vision du chirurgien au bloc opératoire : le chirurgien est alors en mesure d’opérer "l'invisible" sans lever les yeux du champ opératoire.

Depuis quatre ans, le service de chirurgie plastique et maxillofaciale (Pr Meningaud), en partenariat avec le département de radiologie, utilise cette technique de guidage en temps réel dans diverses indications de chirurgie. La collaboration avec le « centre sein » de l’hôpital Henri-Mondor (Pr Belkacemi) a permis de pratiquer et d'étendre l'indication de cette technique innovante sur des patientes présentant une tumeur cancéreuse du sein.

Un dispositif de guidage permet aux lunettes de reconnaître la position du patient ainsi que les zones de projection des images de la tumeur du sein issue d'une IRM mammaire réalisée avant l'intervention - ceci avec une grande précision et une correction, en temps réel, des mouvements au millimètre.

La réalité augmentée constitue ainsi une avancée majeure en chirurgie des cancers du sein, de la reconstruction mammaire, et de la chirurgie infraclinique car elle permet de s'affranchir des techniques lourdes de repérage habituellement utilisées par harpon ou par colorant.

Le bénéfice attendu pour le patient est une meilleure précision et une plus grande rapidité des actes chirurgicaux avec moins de cicatrices et une diminution du temps passé à l'hôpital.

Elle permet également d'envisager une meilleure formation aux gestes chirurgicaux les plus complexes en toute sécurité avec un contrôle permanent de la vision et du positionnement des mains de l'opérateur élève par son formateur.

A l’hôpital Henri-Mondor, AP-HP, la réalité augmentée est par exemple utilisée :

> Pour le repérage au bloc opératoire des tumeurs du sein (cancer du sein) inférieures à 1 cm, non palpables par le chirurgien.

> Pour le repérage préopératoire des vaisseaux perforants inférieurs à 3mm utilisés pour la reconstruction du sein après cancer.

> Pour le placement de guides de coupes virtuels sur les os de la jambe et de la mandibule dans le cadre des reconstructions après cancers de la tête et du cou.

L’équipe du service de chirurgie plastique, reconstructrice, esthétique et maxillofaciale travaille sur la reconstruction 3D par imagerie en parallèle avec la reconstruction 3D chirurgicale et la reconstruction par impression 3D depuis 2013. La pratique de l'impression 3D pour la planification chirurgicale avec deux imprimantes 3D au sein du bloc opératoire a naturellement conduit l’équipe à utiliser la réalité augmentée. Aujourd’hui, l’ensemble de ses travaux valident la démarche de recherche clinique mise en œuvre.

Source:

Intra operative augmented reality with heads up displays in maxillofacial surgery: A systematic review of the literature and a classification of relevant technologies

Romain Bosc, MD, PHD ; Alexandre Fitoussi, MD ; Barbara Hersant, MD ;

Thu-Ha Dao, MD ; Jean-Paul Meningaud, MD, PHD

IJOMS, 11 octobre 2018

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