Osamah Choudhry leva les yeux et vit une tumeur.
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En se promenant avec précaution dans une salle de conférence dans un hôtel situé près du centre médical Langone de l'Université de New York, le neurochirurgien de quatrième année a incliné la tête en arrière. Ce n'était pas des carreaux de plafond qu'il examinait. Au lieu de cela, scrutant un casque noir volumineux attaché à sa tête, il explora lentement un espace virtuel. Un écran d'ordinateur situé sur une table voisine affichait son point de vue pour les spectateurs: une représentation colorée et étonnamment réaliste du cerveau humain.
Faisant de petits pas et utilisant un contrôleur de jeu pour zoomer, faire pivoter et incliner sa perspective, Choudhry a piloté un avatar à l'écran autour du cerveau reconstitué comme un personnage dans un jeu inspiré par Fantastic Voyage . Après deux ou trois minutes d'étude au calme, il finit par parler.
"Wow." Puis, plus de silence.
Choudhry n'est pas étranger aux outils technologiques impressionnants utilisés en chirurgie. Les pointeurs de navigation basés sur GPS, pour suivre la position des instruments chirurgicaux par rapport à l'anatomie, et les modèles imprimés en 3D sont des aides courantes pour les neurochirurgiens. Mais le périphérique que Choudhry examinait pour la première fois ce jour-là, un casque de réalité virtuelle HTC Vive, était de niveau supérieur. Cela l'a mis dans la tête d'un vrai patient.
Osamah Choudhry, résident en neurochirurgie à l'Université de New York, fait une visite virtuelle à travers un cerveau humain. (Théâtre chirurgical) Ici, il pouvait non seulement voir tous les côtés du gliome insulaire caché, faire un zoom avant pour scruter les détails les plus fins et s’envoler pour voir le contexte plus large, mais aussi comment tous les nerfs et les vaisseaux sanguins entraient dans et à travers la tumeur. Les zones critiques de la motricité et de la parole à proximité, signalées en bleu, indiquent aux zones d'interdiction de vol à éviter soigneusement pendant la chirurgie. Le crâne lui-même comportait une large découpe pouvant être réduite à la taille d'une craniotomie réelle, une ouverture de la taille d'un dixième ou d'un quart du crâne à travers laquelle les chirurgiens effectuent les procédures.
«C’est tout simplement magnifique», a déclaré Choudhry. «En médecine, nous sommes restés bloqués pendant si longtemps dans un monde en 2D, mais c'est sur quoi nous comptons, en regardant les tranches de tomodensitométrie et d'IRM. Cette technologie donne une apparence positive à l'IRM et permet d'analyser l'anatomie dans les trois dimensions. "
La tomographie informatisée (CT) et l'imagerie par résonance magnétique (IRM) sont des éléments essentiels pour explorer l'apparence de l'intérieur du corps, localiser la maladie et les anomalies et planifier les interventions chirurgicales. Jusqu'à présent, les chirurgiens devaient créer leurs propres modèles mentaux de patients grâce à une étude minutieuse de ces scanners. La plate-forme avancée de navigation chirurgicale, ou SNAP, offre toutefois aux chirurgiens une référence tridimensionnelle complète de leur patient.
Développé par la société Surgical Theatre de Cleveland, dans l’Ohio, SNAP est conçu pour le HTC Vive et l’Oculus Rift, deux casques de jeu qui ne sont pas encore disponibles au public. Le système a été initialement conçu comme un outil de planification chirurgicale haute fidélité, mais quelques hôpitaux testent actuellement son utilisation lors de chirurgies actives.
Cette fusion de scanners et d'IRM, à l'aide de SNAP, donne une vision claire d'une tumeur cérébrale. (Théâtre chirurgical) SNAP est essentiellement une feuille de route très détaillée que les chirurgiens peuvent consulter pour rester sur la bonne voie. Les chirurgiens utilisent déjà des flux vidéo en direct des procédures en cours pour obtenir une image agrandie à laquelle se référer; Les modèles 3D sur des écrans d'ordinateur ont également amélioré la visualisation pour les médecins. Le casque ajoute une couche supplémentaire de détails immersifs.
Pour mettre le casque, le chirurgien doit actuellement s'éloigner de la procédure et enfiler de nouveaux gants. Mais ce faisant, le médecin s’adresse en détail à une cible chirurgicale et peut revenir vers le patient avec une compréhension claire des prochaines étapes et des obstacles éventuels. Les tissus cérébraux malades peuvent ressembler beaucoup à des tissus sains. Avec SNAP, les chirurgiens peuvent mesurer avec précision les distances et les largeurs des structures anatomiques, ce qui permet de savoir plus précisément quelles parties à retirer et quelles parties à laisser. En chirurgie cérébrale, les fractions de millimètres importent.
Warren Selman, directeur de la neurochirurgie à la Case Western University, examine les tomodensitogrammes et les IRM fusionnés avec le logiciel SNAP. (Théâtre chirurgical) L'outil avait une origine improbable. Alors qu’ils travaillaient sur un nouveau système de simulation de vol de l’US Air Force à Cleveland, les anciens pilotes de l’armée de l’air israélienne, Moty Avisar et Alon Geri, commandaient des cappuccinos dans un café quand Warren Selman, président du conseil de neurochirurgie de la Case Western University, entendit conversation. Une chose en a conduit une autre, et Selman a demandé s'ils pouvaient faire pour les chirurgiens ce qu'ils faisaient pour les pilotes: donnez-leur une vue plongeante sur la cible.
"Il nous a demandé si nous pouvions permettre aux chirurgiens de voler à l'intérieur du cerveau, de pénétrer à l'intérieur de la tumeur pour voir comment manier des outils pour l'enlever tout en préservant les vaisseaux sanguins et les nerfs", a déclaré Avisar. Geri et Avisar ont cofondé Surgical Theatre pour développer cette nouvelle technologie, d'abord sous forme de modélisation 3D interactive sur un écran 2D, puis à l'aide d'un casque.
Le logiciel SNAP prend les scanners CT et IRM et les fusionne en une image complète du cerveau du patient. À l'aide des contrôles portatifs, les chirurgiens peuvent se tenir à côté ou même à l'intérieur de la tumeur ou de l'anévrisme, rendre le tissu cérébral plus ou moins opaque et planifier le placement optimal de la craniotomie et les mouvements ultérieurs. Le logiciel peut créer un modèle virtuel de système vasculaire en aussi peu que cinq minutes. des structures plus compliquées, comme des tumeurs, peuvent en prendre jusqu'à 20.
«Les chirurgiens veulent pouvoir s’arrêter quelques minutes pendant la chirurgie et regarder où ils se trouvent dans le cerveau», a déclaré Avisar. «Ils fonctionnent à travers une ouverture de la taille d'un centime, et il est facile de perdre l'orientation en regardant au microscope. Ce que vous ne pouvez pas voir, c'est ce qui est dangereux. Cela leur donne un aperçu de la tumeur, de l'anévrisme, de la pathologie. "
"Où est-ce que ça a été toute ma vie?" déclare John Golfinos, président du conseil de neurochirurgie du centre médical Langone de l'Université de New York. (L'Université de New York) John Golfinos, président du département de neurochirurgie du centre médical de Langone à l'Université de New York, a déclaré que la représentation visuelle réaliste d'un patient par SNAP constituait un grand pas en avant.
«C’est assez bouleversant la première fois que vous le voyez comme un neurochirurgien», a-t-il déclaré. "Vous vous dites, où cela a-t-il été toute ma vie?"
L'enthousiasme de Golfinos est compréhensible lorsque vous comprenez la gymnastique mentale requise des chirurgiens pour donner un sens à l'imagerie médicale standard. Dans les années 1970, au moment du développement de la tomodensitométrie, les images étaient initialement représentées comme toutes les photographies: le côté droit du patient était à la gauche du spectateur, et inversement. Les numérisations peuvent être effectuées dans trois plans: de bas en haut, de gauche à droite ou d'avant en arrière. Mais alors, d'une certaine manière, les choses se sont mélangées. Gauche est devenu gauche, en haut est devenu en bas. Cette pratique s’appuyant sur les examens IRM, les chirurgiens devaient donc lire les examens comme s’il s’agissait de patients se tenant devant eux, ils devaient pouvoir réorganiser mentalement les images dans leur esprit.
«Maintenant, les gens réalisent enfin que si nous voulons simuler le patient, nous devrions le simuler comme le chirurgien le voit», a déclaré Golfinos. «Je dis à mes résidents que l'IRM ne ment jamais. C'est juste que nous ne savons pas ce que nous examinons parfois. "
À UCLA, SNAP est utilisé dans des études de recherche pour planifier des interventions chirurgicales et évaluer l'efficacité d'une procédure par la suite. Le président en neurochirurgie, Neil Martin, a fourni ses commentaires à Surgical Theatre afin d’aider à affiner l’expérience parfois déroutante de la recherche dans un casque de réalité virtuelle. Bien que les chirurgiens utilisent SNAP lors de chirurgies actives en Europe, aux États-Unis, ils sont encore utilisés comme outil de planification et de recherche.
Martin a déclaré qu'il espérait que cela changerait, et Avisar et lui-même estiment que la collaboration sur les chirurgies pourrait être menée à un niveau international. Reliées par un réseau, une équipe de chirurgiens du monde entier pourrait consulter un cas à distance, chacun avec un avatar de couleur unique, et traverser ensemble le cerveau d'un patient. Pensez à World of Warcraft, mais avec plus de médecins et moins d’archmagi.
«Nous ne parlons pas de télétrations sur un écran d'ordinateur, nous parlons d'être à l'intérieur du crâne, juste à côté d'une tumeur de 12 pieds de large. Vous pouvez marquer les zones de la tumeur qui doivent être retirées ou utiliser un instrument virtuel pour sectionner la tumeur et laisser le vaisseau sanguin derrière », a déclaré Martin. «Mais pour vraiment comprendre ce qu'il a à offrir, vous devez mettre le casque. Une fois que vous le faites, vous êtes immédiatement transporté dans un autre monde. "
SNAP, de la société Surgical Theatre basée à Cleveland, offre aux chirurgiens une vue en trois dimensions de leurs patients. (Crédit: Théâtre chirurgical)À la NYU, Golfinos a utilisé SNAP pour explorer les moyens de résoudre les problèmes complexes. Dans un cas où il pensait qu'un outil endoscopique pourrait être la meilleure méthode, SNAP l'a aidé à comprendre que ce n'était pas aussi risqué qu'il le pensait.
«Être capable de voir tout le long de la trajectoire de l'endoscope n'est tout simplement pas possible sur une image 2D», a déclaré Golfinos. «Mais en 3D, vous pouvez voir que vous n'allez pas vous heurter à des objets en cours de route ni blesser des structures à proximité. Nous l'avons utilisé dans ce cas pour voir s'il était possible d'atteindre la tumeur avec un endoscope rigide. C'était le cas, et nous l'avons fait, et la 3D a pris sa décision dans une affaire qui s'est révélée magnifique. ”
L'éducation des patients est un autre domaine dans lequel Choudhry pense que le Vive ou l'Oculus Rift pourrait être extrêmement utile. À une époque où de nombreux patients faisaient leurs devoirs et posaient des questions, Choudhry a déclaré que cela pourrait aider à faciliter une meilleure connexion entre le patient et le chirurgien.
«Parfois, je passe quelques minutes à expliquer le scanner ou l'IRM, et vous ne perdrez pas longtemps à les perdre», a déclaré Choudhry. «La 3D est intuitive et vous savez exactement ce que vous regardez. Si le patient est plus à l'aise avec ce que vous lui dites, sa prise en charge globale sera meilleure. »
Martin est d'accord. Bien qu’il affirme qu’environ un tiers des patients n’a tout simplement pas envie de voir les détails, mais beaucoup ont hâte d’en savoir plus.
"Nous pouvons leur montrer à quoi ressemble leur tumeur et les informer de ce qui va se passer", a déclaré Martin. "Certaines personnes sont très intéressées par les détails techniques, mais tout le monde ne veut pas ce niveau d'implication."
En fin de compte, Choudhry pense qu'une technologie comme SNAP est une passerelle vers des utilisations encore plus avancées de la numérisation en salle d'opération. Un casque transparent, ressemblant davantage à des lunettes de laboratoire, serait plus agile, et permettrait une réalité augmentée, telle qu'une superposition 3D, sur le vrai patient.
Mais pour le moment, Golfinos affirme que la réalité virtuelle reste un outil précieux et contribue à améliorer les soins sur le terrain, en particulier en neurochirurgie, où une connaissance intime de l'anatomie est nécessaire.
"Nous avons cette technologie et nous voulons qu'elle améliore la vie de tous", a-t-il déclaré. «Cela améliore la sécurité et pour nos patients, c'est la meilleure chose à faire.
