Des chercheurs bâlois ouvrent de nouvelles perspectives en matière de diagnostic, de planification des opérations et de formation
Pour déterminer à quel endroit ils doivent pratiquer une incision au cours d’une opération, les chirurgiens passent parfois des heures à effectuer des schémas des parties du corps concernées – c’est ce que l’on appelle la segmentation. Un nouveau procédé, qui s’appuie sur l’utilisation des données tomodensitométriques du patient, permet de calculer des images mobiles en temps réel à l’aide du rendu volumique et, ainsi, de ne plus devoir recourir à la segmentation.
Cette innovation fait partie du projet MIRACLE, soutenu par la Werner Siemens-Stiftung à hauteur de 15,2 millions de francs et dont l’objectif est de développer l’ostéotomie mini-invasive au moyen de rayons laser. Dans le cadre de son projet phare, le Department of Biomedical Engineering, inauguré au Switzerland Innovation Park Basel Area en 2015, est parvenu à rendre de nouvelles possibilités de calcul de graphique en temps réel et la réalité virtuelle utilisables en salle d’opération.
Jusqu’à il y a peu, la technique traditionnelle du rendu volumique ne pouvait pas être appliquée en temps réel à l’aide de matériel informatique courant et n’était pas utilisable dans le domaine médical sous la forme développée à Bâle. Il fallait en effet relever un défi de taille: au moins 180 images par seconde – 90 pour chaque œil – devaient être générées pour que l’image soit rendue sans perturbation. En recourant à une programmation sophistiquée et à des cartes graphiques modernes, l’équipe dirigée par le Prof. Dr. Philippe C. Cattin a réussi à accélérer le rythme de calcul au point de parvenir au nombre d’images nécessaire. Cette technique, couplée à l’utilisation d’un casque de réalité virtuelle de pointe, permet de traiter virtuellement les données graphiques des patients pour les rendre exploitables par le chirurgien, une première mondiale. Les utilisateurs peuvent ainsi interagir avec l’os à opérer – par exemple l’os iliaque –, l’agrandir, l’observer de près ou en modifier l’exposition à la lumière, le tout virtuellement. Pour parvenir à un tel résultat, les chercheurs ont dû surmonter une difficulté particulière: le calcul de la projection d’ombre en temps réel, garant d’un bon effet de profondeur.
Les progrès réalisés dans l’industrie du jeu et un équipement informatique grand public dernier cri ont rendu possible cette réussite, qui offre au monde médical l’accès à des «laboratoires» tridimensionnels. D’autres applications sont cependant envisageables, et des musées ont déjà fait part de leur intérêt pour cette innovation, qui leur permettrait de faire découvrir aux visiteurs l’intérieur des objets exposés, par exemple des momies, d’une manière intuitive et inoffensive. Philippe Cattin, titulaire de la chaire de traitement guidé par l’image à la faculté de médecine, y voit lui aussi un grand potentiel, principalement en matière de diagnostic, de planification des opérations et de formation médicale.