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Un logiciel de réalité augmentée inaugure une nouvelle ère de la chirurgie du genou

Le genou est une pièce remarquable de l’ingénierie de l’évolution qui peut se plier, s’étendre et se soumettre à un certain degré de rotation. Un projet financé par l’UE a développé un logiciel révolutionnaire capable de redonner aux genoux endommagés leur amplitude de mouvement idéale.

Économie numérique

Chaque année, plus de 700 000 opérations du ligament croisé antérieur (LCA) et 2,6 millions d’arthroplasties totales du genou (ATG) sont réalisées dans le monde. Le projet in.nav a été motivé par un taux d’insatisfaction moyen de plus de 20 à 25 %, et par la nécessité d’une chirurgie de révision dans 10 à 15 % des cas. «Pour la première fois, les chirurgiens utiliseront la réalité augmentée (RA) comme outil de soutien pour exécuter des procédures chirurgicales complexes. Le projet a développé et validé deux applications logicielles basées sur la technologie in.nav pour la chirurgie du genou sur des sujets post-mortem», souligne Rui Melo, directeur technique de Perceive3D, société coordinatrice du projet basée au Portugal.

Le projet in.nav relève la chirurgie du genou

Lors d’une opération chirurgicale du LCA réalisées avec in.navACL une nouvelle greffe de ligament est insérée dans les tunnels du fémur et du tibia. Une application traite la vidéo depuis une tour d’arthroscopie, enregistre la surface de l’os avec un scanner ou une IRM préopératoire, et y superpose l’emplacement des tunnels du fémur et du tibia. Cette application repose uniquement sur le traitement de la vidéo arthroscopique et sur des outils spécialisés, avec des marqueurs de référence (un ensemble de points de repère) pour suivre l’anatomie et les instruments. Lancée avec in.navTKA pour la chirurgie des ATG, une application fonctionnant sur un appareil portable guide le chirurgien, grâce à sa caméra, à travers les multiples étapes de l’opération sans image du genou afin de permettre un positionnement précis de l’implant. Dans ce cas, aucun scanner ou IRM pré-opératoire n’est effectué et la procédure repose sur le traitement de la vidéo et de petits marqueurs repères fixés sur le fémur et le tibia à proximité de l’incision.

Des défis pour le système vidéo

«Disposer d’un système de navigation RA lors d’une opération du LCA qui repose uniquement sur la vidéo est une solution parfaite puisque les chirurgiens doivent déjà utiliser une caméra pour visualiser l’intérieur de l’articulation», note Rui Melo. Il poursuit: «Cependant, la surface d’opération restreinte et la complexité des instruments utilisés ont constitué des défis pour in.navACL.» Dans un système qui s’appuie sur le contenu réel des images pour présenter des informations de guidage, l’inévitable présence simultanée dans le champ de vision de fluides, de débris, d’artefacts d’éclairage et de multiples instruments représente un défi considérable. «Néanmoins, nous avons pu atteindre un point où la fonctionnalité du système pouvait être évaluée par des chirurgiens lors d’expériences post-mortem afin d’obtenir un feedback clinique», explique-t-il.

Le futur des genoux de l’Europe et des États-Unis

«En réalisant ce projet, nous avons considérablement réduit les risques liés au logiciel in.navACL et progressé avec de nouvelles itérations des instruments chirurgicaux», souligne Rui Melo. La société est désormais en mesure d’exploiter son réseau de contacts pour trouver le bon partenaire qui lui permettra d’intégrer la technologie dans la tour chirurgicale et de déposer une demande de licence. Le prochain objectif de la société est de lancer, dès l’année prochaine, son propre produit pour l’ATG dans l’UE et aux États-Unis. Mettre la puissance de la RA au service de la chirurgie du genou permettra de résoudre les problèmes d’ergonomie et les questions économiques liées à la salle d’opération et ouvrira la voie à une intégration ultérieure avec les systèmes robotiques. Jusqu’à présent, la recherche s’est principalement concentrée sur l’amélioration de ses implants et instruments en métal/plastique. Rui Melo conclut: «Les technologies habilitantes comme in.nav vont démocratiser l’utilisation de la navigation pour tous les chirurgiens et les établissements de soins de santé en raison d’un investissement initial moindre et d’une meilleure ergonomie.»

Mots‑clés

in.nav, chirurgie, genou, réalité augmentée, ligament croisé antérieur, arthroplastie totale du genou

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