L'application pour la navigation spatiale neurochirurgicale sur une tête modèle. Grâce aux informations réelles et virtuellement améliorées (réalité augmentée) visualisées dans les lunettes de données standard, le médecin opérateur peut guider son instrument en toute sécurité et minimiser le risque de blessure pour les patients - Image : Fraunhofer IWU
Bientôt une réalité en salle d'opération : des lunettes de données standard pour la « navigation » pendant les procédures neurochirurgicales
Révolution en neurochirurgie : des lunettes de données à réalité augmentée comme système de navigation dans la salle d'opération
La médecine progresse inexorablement, et un domaine particulièrement passionnant est l’intégration de la réalité augmentée (AR) dans la salle d’opération. Il ne s’agit pas ici de science-fiction, mais d’une réalité à portée de main et susceptible de rendre les interventions chirurgicales plus sûres, plus précises et plus douces pour les patients. La neurochirurgie en particulier, un domaine qui nécessite une précision maximale en raison de la complexité du cerveau, bénéficie largement de ces avancées technologiques.
Une approche prometteuse est l'utilisation de lunettes de données qui se chevauchent dans les données d'image préopératoires en temps réel, comme à partir de l'imagerie par résonance magnétique (IRM). Cette technologie permet au chirurgien de voir le corps du patient «à travers le corps» et donc de faire fonctionner un aperçu plus détaillé de la région. Contrairement aux systèmes de navigation conventionnels, qui sont souvent volumineux et coûteux, les lunettes de données AR ouvrent une nouvelle dimension de l'orientation spatiale dans la salle d'opération. Ceci est particulièrement pertinent pour les interventions dans lesquelles l'accès au champ chirurgical est limité, comme les opérations des tumeurs cérébrales qui se déroulent sur le nez. La méthode mini-invasive est soutenue par la visualisation améliorée par des lunettes AR, ce qui peut potentiellement entraîner des lésions tissulaires plus faibles, des temps de récupération plus courts et des complications réduites.
L’application comme clé d’une navigation précise
Le cœur de cette technologie innovante est une application spécialement développée qui synchronise l'image IRM créée avant l'opération avec la vue en temps réel du champ d'exploitation. Cette évolution est le résultat d'années de recherche et de développement de collaboration entre le groupe de recherche Legend of the Clinic and Polyclinic for Neurosurgery of the University Hospital Leipzig (UKL) et le Fraunhofer Institute for Machine Tools and Reforming Technology IWU à Zittau. L'application agit comme un «système GPS» pour le chirurgien en indiquant non seulement la position de l'objectif de fonctionnement, mais aussi le chemin d'accès optimal, c'est-à-dire le plus doux. Cette forme d'aide à la navigation est une amélioration significative par rapport aux méthodes précédentes qui reposent sur des données d'image statiques et l'imagination spatiale du chirurgien.
Un autre avantage majeur de cette nouvelle technologie est la possibilité d'intégrer des instruments chirurgicaux dans le système de navigation. En enregistrant précisément la position des instruments en temps réel et leur représentation dans des lunettes de données, le chirurgien peut les conduire encore plus spécifiquement et en toute sécurité. Cette représentation réelle, qui est rendue possible par l'application, minimise le risque d'erreurs et permet au chirurgien de planifier et de mettre en œuvre ses mouvements précisément. De plus, des informations supplémentaires importantes, telles que la distance à la zone cible, sont indiquées directement dans le champ de vision du chirurgien, qui optimise le flux d'informations et permet une réaction rapide et sûre. Cela augmente non seulement la sécurité de l'intervention, mais aussi potentiellement le temps de fonctionnement, ce qui entraîne un soulagement pour le patient et le personnel médical.
Précision en temps réel: un saut quantique en neurochirurgie
L'une des réalisations les plus remarquables du groupe de recherche est la préparation opérationnelle presque sans retard du système. "Avec un enregistrement entièrement automatisé lors de la navigation de l'informatique spatiale neurochirurgicale, notre équipe a réussi une nouveauté mondiale", a déclaré PD Dr. Habil. Ronny Grunert, assistante de recherche chez Fraunhofer Iwu et chef du groupe de recherche »Légende« à l'UKL, rapporte avec enthousiasme. «L'étalonnage et l'enregistrement sont terminés dans une seconde et la navigation à la détection en temps réel de la position de l'instrument est prête à partir. Le système développé est très intuitif et s'approche de l'utilisation de l'assistance GPS. » Cette vitesse et cette intuition sont cruciales afin de ne pas perturber le flux de travail dans la salle d'opération et d'offrir aux chirurgiens une aide de navigation intuitive et fiable.
Un autre détail important est l'amitié du système. L'interface utilisateur a été développée par les médecins pour les médecins et est limitée à l'affichage des informations essentielles, qui minimise les erreurs de fonctionnement. Un exemple de la logique d'affichage claire est un réticule vert qui montre la position de la pointe de l'instrument et est parfaitement intégré à l'image IRM, qui est montré dans les lunettes de données. Cette présentation claire et claire est un facteur décisif pour l'acceptation et le succès du système dans la salle d'opération, car les chirurgiens peuvent se concentrer sur l'essentiel - la mise en œuvre réussie de l'opération.
Économie et accessibilité: une révolution pour tout le monde
En plus de l'innovation technique, un autre aspect central de ce projet est l'économie et l'accessibilité associée de la technologie. Alors que les systèmes de navigation conventionnels adaptés à une utilisation dans les cliniques coûtent souvent plusieurs centaines de milliers d'euros en neurochirurgie, le groupe de développement s'appuie sur des lunettes de données standard dont les prix sont situés dans la zone de consommation. "Ces lunettes coûtent une fraction des systèmes de navigation assistés par ordinateur pour la neurochirurgie", explique Grunert. Cette réduction des coûts est une étape cruciale afin non seulement de rendre la technologie accessible à des systèmes et à des institutions de santé financièrement solides, mais aussi dans des pays et des régions avec des ressources limitées. Cette démocratisation de la technologie peut bénéficier des avantages d'un traitement neurochirurgical précis et doux.
Le développement de la pièce à main qui occupe les instruments et permet de déterminer sa position exacte est également un aspect important du projet. Des marqueurs spéciaux ont été développés à Fraunhofer IWU, dont les géométries et les modèles sont reconnus par les lunettes de données. Ces marqueurs peuvent se produire sous différentes formes telles que les balles, les cuboïdes ou d'autres corps et servir à capturer la position des instruments dans l'espace à trois dimensions. Les pièces de main en plastique sont fabriquées à Zittau et Leipzig dans le processus d'impression 3D, ce qui permet une forte flexibilité et une adaptabilité aux besoins des chirurgiens.
La voie à la pratique clinique: une perspective
Le premier cours pilote pour une formation sur le modèle anatomique a eu lieu à l'automne 2024 à l'UKL. Cette étape est une étape importante sur le chemin de l'application clinique de la technologie. À l'étape suivante, l'équipe se concentre sur l'achèvement du prototype, qui doit ensuite passer par le processus d'approbation conformément au règlement des dispositifs médicaux (Ordonnance des dispositifs médicaux) pour le marché européen ou conformément aux dispositions de l'American Health Autorité FDA pour les États-Unis. L'objectif est de pouvoir utiliser le système sur le patient depuis environ deux ans.
Le développement de systèmes de navigation basés sur AR pour la neurochirurgie n'est pas seulement un progrès technologique, mais aussi un changement de paradigme dans la pratique médicale. L'intégration des données d'image en temps réel, de la gestion précise des instruments et des solutions économiques a le potentiel de modifier fondamentalement le traitement neurochirurgical et de les rendre plus sûrs, précis et accessibles. La vision d'un avenir dans lequel des technologies innovantes telles que les verres de données AR font partie de la norme dans la salle d'opération approche à chaque étape de cette évolution. Cela ouvre non seulement de nouvelles perspectives pour les médecins et les chirurgiens, mais en particulier pour les patients qui peuvent bénéficier d'une meilleure qualité de traitement et d'interventions plus douces. Avec cette technologie, l'avenir de la neurochirurgie a pris une direction passionnante dans laquelle la précision et l'innovation vont de pair.
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