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Des organes virtuels en 3D pour former les chirurgiens

Une plateforme logicielle innovante permet aux chirurgiens de s’exercer et d’expérimenter sur des modèles informatiques, réduisant ainsi les erreurs chirurgicales et améliorant le diagnostic des maladies.

Santé

Des millions de personnes, atteintes de maladies dangereuses du cœur ou d’autres organes, nécessitent un diagnostic précoce et des soins médicaux urgents. Les médecins et chirurgiens qui travaillent dans ce domaine doivent donc être en mesure d’établir un diagnostic rapide et, souvent, de pratiquer des interventions chirurgicales d’urgence. Pour améliorer les interventions actuelles, les chirurgiens doivent s’exercer sur des corps obtenus à des fins médicales, qui restent difficiles d’accès. «Le domaine médical a largement recours à différents dispositifs d’imagerie tels que les rayons X, la tomographie assistée par ordinateur, l’IRM ou les ultrasons. Ces techniques sont très utiles pour fournir des informations sur les organes internes. Cependant, on observe des lacunes en matière d’obtention d’informations détaillées et à haute résolution sur les organes», explique Riccardo Roggeri (site en italien), directeur et responsable scientifique en chef au MTM. Le projet ROG, financé par l’UE, a créé une plateforme qui change la donne en permettant de concevoir des modèles virtuels d’organes en 3D grâce à des technologies de pointe, notamment l’intelligence artificielle et la réalité virtuelle et augmentée. «ROG entraînera une diminution significative des erreurs chirurgicales résultant de l’évaluation incorrecte des images de diagnostic. La durée moyenne d’une intervention de chirurgie cardiovasculaire sera réduite de 20 %», explique Riccardo Roggeri, coordinateur du projet ROG.

Des algorithmes intelligents au cœur du logiciel

La plateforme s’appuie sur un ensemble d’algorithmes capables de collecter des images en 2D et de les transformer en formes en 3D. L’équipe a déjà testé et validé le système sur des images de cœur, afin de générer des modèles hyper-réalistes avec des résolutions plus de 10 fois supérieures à celles obtenues par les techniques d’imagerie médicale actuelles. Ce logiciel innovant est capable de collecter des images d’organes et de tissus à partir de dispositifs de balayage médical et permet aux utilisateurs d’analyser les modèles 3D qui en résultent à différents niveaux et dans différentes régions anatomiques. Le programme peut même reconnaître les anomalies lui-même, en identifiant les mutations et les aberrations de la morphologie. «ROG analyse la densité des points des images 3D et la compare à une base de données de tissus et de structures organiques. Il est ainsi facile d’identifier certains problèmes cardiaques et cardiovasculaires, comme les calcifications et les occlusions», ajoute Riccardo Roggeri. La plateforme offre aux utilisateurs la possibilité de constituer des bibliothèques complètes d’images 2D et de modèles 3D; une vaste base de données sur laquelle les nouveaux chirurgiens pourront se former et les chirurgiens en activité s’améliorer. Elle permettra également de sensibiliser davantage les patients, qui pourront voir des modèles réalistes de leur propre cœur et de leur système cardiovasculaire. «De cette façon, le patient sera davantage impliqué dans la phase de décision et mieux informé sur sa santé», note Riccardo Roggeri.

Modélisation pour le présent et l’avenir

«Pour l’instant, les modèles d’organes en 3D ont été conçus et développés pour être utilisés par les chirurgiens en phase préopératoire ou par des chirurgiens stagiaires pour apprendre les techniques d’intervention», explique Riccardo Roggeri. Dans un avenir proche, grâce à la poursuite de la phase II du programme, l’équipe espère utiliser l’IA et les technologies de la chaîne de blocs pour faire progresser encore le système ROG. «Il sera possible de créer des organes sur mesure dans la base de données d’images 3D, qui remplaceront les organes malades du patient», explique Riccardo Roggeri. Pour arriver à ce stade, l’équipe de ROG aura besoin d’un grand nombre d’images afin d’améliorer la précision statistique et médicale du dispositif. «C’est pourquoi les médecins et les chirurgiens de toute l’Europe sont invités à participer, avec leurs hôpitaux, au programme de test et de développement de la plateforme», conclut Riccardo Roggeri.

Mots‑clés

ROG, cœur, chirurgiens, modèle, 3D, 2D, image, intelligence artificielle, augmentée, virtuelle, réalité

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