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La réalité augmentée fait progresser les procédures chirurgicales

L’imagerie médicale, telle que la tomodensitométrie ou l’IRM, notamment employée à des fins de diagnostic, aide également à la planification préopératoire et aux conseils chirurgicaux. Des chercheurs européens introduisent la réalité augmentée (RA) dans un visiocasque qui offre aux chirurgiens des conseils chirurgicaux submillimétriques en temps réel.

Santé

L’idée d’utiliser les modalités de visualisation en RA pour améliorer l’efficacité perceptive d’un chirurgien pendant l’opération n’est pas nouvelle. Avec la RA, il est possible d’observer le monde réel avec des informations supplémentaires qui sont virtuellement projetées sur un écran porté par l’utilisateur. Le visiocasque offre la solution la plus ergonomique et la plus facilement traduisible, mais la qualité du contenu virtuel dicte l’efficacité de la chirurgie guidée par l’image grâce à la RA. Les visiocasques utilisent des modalités de transparence optique (OST) ou de transparence vidéo (VST). Les écrans OST fonctionnent à l’aide d’éléments optiques pour combiner des éléments du monde réel et virtuels. Les informations virtuelles sont projetées dans le champ de vision de l’utilisateur, augmentant ainsi sa perception directe du monde réel. Dans les systèmes VST, une caméra capture une image vidéo numérique du monde réel et la combine avec des images générées par ordinateur (contenu virtuel).

Combinaison des technologies OST et VST dans un seul visiocasque

L’objectif principal du projet VOSTARS financé par l’UE était de renforcer la réalité du chirurgien en ajoutant toutes les informations disponibles pour améliorer la chirurgie. L’équipe de chercheurs, comprenant des experts en chirurgie assistée par ordinateur, en infographie, en optique et en électronique, a développé un visiocasque hybride OST/VST disruptif. VOSTARS est le seul visiocasque à RA capable d’offrir une précision submillimétrique de la planification par rapport au patient. Les chercheurs ont intégré deux très petites caméras au visiocasque pour fournir une vue VST hautement précise et alignée. La modalité VST améliore encore la précision des interventions chirurgicales en combinant de nombreuses images vidéo. Le visiocasque hybride offre une orientation 3D dans l’anatomie du patient et est livré avec un logiciel hautement flexible capable de combiner des applications OST et VST. «Avec VOSTARS, le plan préopératoire se déroule en temps réel et la vue en RA est supérieure grâce à la combinaison de différentes modalités», explique Vincenzo Ferrari, coordinateur du projet VOSTARS et professeur associé de génie biomédical à l’Université de Pise. Les chercheurs ont testé le visiocasque VOSTARS en clinique avec des résultats très prometteurs. Selon Vincenzo Ferrari: «La réalisation la plus importante du projet a sans aucun doute été la démonstration que la RA peut guider avec précision la main du chirurgien, offrant ainsi la possibilité d’améliorer la chirurgie.»

Le visiocasque VOSTARS est-il l’avenir de la chirurgie basée sur la RA?

La chirurgie guidée par l’image utilisant des informations sur l’anatomie et la pathologie du patient offre aux chirurgiens la possibilité d’une planification préopératoire, en décidant, par exemple, de trajectoires de coupe optimales pour minimiser le caractère invasif et améliorer les résultats cliniques. Le visiocasque VOSTARS constitue un outil disruptif dans le cadre de la chirurgie guidée par l’image car il permet une planification en temps réel devant les yeux du chirurgien. Actuellement, il n’existe pas de technologie similaire sur le marché de la navigation chirurgicale. Il offre aux chirurgiens la possibilité de visualiser l’anatomie interne du patient et des parties du corps généralement cachées à l’œil nu. Cela se révèle extrêmement utile pour les interventions chirurgicales, y compris le positionnement d’un implant. De plus, le visiocasque est une alternative aux produits de RA disponibles dans le commerce utilisés dans divers domaines, y compris les industries de l’avionique et de l’automobile. Les activités d’ingénierie en cours pour optimiser le prototype développé au cours du projet VOSTARS pour les interventions chirurgicales ont été soutenues par le projet ARTS4.0 financé par le Programme de financement européen Por Fesr.

Mots‑clés

VOSTARS, visiocasque, RA, VST, OST, chirurgie guidée par l’image, réalité augmentée, afficheur de tête, vidéo transparente, optique transparente

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