La réalité augmentée s’invite au bloc opératoire

Mais revenons à l’intervention. La néphrectomie consiste à retirer tout ou partie du rein, organe de prédilection de Jean-Christophe Bernhard qui s’est spécialisé en cancérologie urologique depuis son arrivée à Bordeaux en 2008. Dans ce cas précis, une tumeur s’est développée dans le rein, mais pas seulement, elle a aussi commencé à envahir le système vasculaire. Elle s’est propagée à la veine rénale, d’où sort le sang purifié, jusqu’à la veine cave, chargée elle de l’amener jusqu’au cœur.

Un GPS chirurgical pour des interventions plus précises

Dans les vaisseaux, l’extension de la tumeur est appelée thrombus tumoral. Pour cette opération assez rare et délicate, le professeur a choisi de faire appel à la réalité augmentée. Une technologie qu’il développe, en partenariat avec SurgAR et Fujifilm au sein du programme de recherche hospitalo-universitaire (RHU) Digital Urology 3D, lancé en 2022 dans le cadre de France 2030.
Pour expliquer l’aide apportée par cette technologie, Jean-Christophe Bernhard fait appel à une analogie - routière - des techniques à disposition des chirurgiens. « Le scanner, c’est la carte routière » commence-t-il. Elle permet de se diriger mais c’est au conducteur-chirurgien de tracer sa route en amont. Et le scanner 4T fournit 4 fois 450 images qu’il faut interpréter et reconstruire mentalement en 3D pour se retrouver à travers les organes du patient. Cela en fait des cartes routières à étudier ! C’est pour cela que depuis 2014, l’équipe développe et utilise un « GPS » : la réalité virtuelle avec des modèles en 3D des reins des patients. Des modèles en 3D numériques présents sur les écrans du robot qui assistent l’équipe d’urologie de façon systématique désormais en salle d’opération. Mais également des modèles imprimés en 3D pour permettre aux patients de mieux appréhender leur opération ou aux chirurgiens de s’entraîner (cf. la vidéo de la Fondation Bordeaux Université en bas de page). 

Enfin, la réalité augmentée, ce sont les informations du GPS, directement intégrées en surbrillance dans le pare-brise du conducteur, le guidant et lui donnant toutes les informations sur le chemin à suivre en temps réel. L’intérêt lors de cette opération, explique le chirurgien, est notamment de repérer très précisément le thrombus tumoral dans la veine cave car il est invisible avant d’ouvrir le vaisseau. En apposant l’image de ce jumeau numérique durant l’opération, on évite de clamper (obturer le vaisseau) plus loin que nécessaire mais suffisamment pour ne pas laisser de cellules tumorales.

Immersion au bloc opératoire

Jean-Christophe Bernhard a devant ses yeux le direct grâce à la caméra endoscopique mais aussi le rein en 3D et la réalité augmentée qu’il appose quand il le souhaite sur son écran. Les ingénieurs notent alors toutes les améliorations à apporter, ici les quelques millisecondes de décalage entre les mouvements du chirurgien et la réalité virtuelle à corriger, là la position des différents écrans qu’il a à disposition. Une tumeur, enchevêtrée dans le rein, ne semble pas apparaître telle quelle sur les outils en numérique. A-t-elle grossi entre le scanner et l’opération ? Retour aux images de coupe du scan pour le comprendre. Demain la réalité virtuelle pourrait-elle gérer et anticiper ce genre de cas ? Le professeur Bernhard l’espère. Pour cela, un logiciel de réalité augmentée et un algorithme sont développés, précise-t-il. Il y a un travail de deep learning (apprentissage profond) avec l’entraînement d’un réseau de neurones artificiels à partir de centaines de vidéos chirurgicales. Le logiciel doit, en effet, être en mesure de reconnaître, en temps réel, les organes et structures anatomiques les entourant, et de suivre en direct les mouvements du rein (tracking) au contact des instruments chirurgicaux.

Innovation, formation et expérience patient

Pour la prise en charge des tumeurs du rein, il faut, pour chaque patient, trouver le meilleur compromis entre le fait de retirer toutes les cellules cancéreuses et la conservation de la fonction rénale pour améliorer les conditions de vie du patient, éviter les dialyses mais aussi des complications vasculaires (infarctus, AVC…) favorisées par l’insuffisance rénale résultant de l’ablation des reins. « C’est une chirurgie qui doit être très anatomique pour conserver au mieux l’organe. Il faut trouver l’équilibre entre traiter le cancer et préserver le rein. » Il explique à nouveau avoir la conviction « que la poursuite des progrès et bénéfices cliniques liés à l’assistance robotique – qui a déjà fait évoluer le geste chirurgical et a transformé le postopératoire des patients – passera par les innovations satellites qui vont nous permettre d’améliorer la qualité des résultats, la qualité de l’acte chirurgical ». À l’image du bénéfice déjà apporté par la réalité virtuelle avec les modèles en 3D, il espère améliorer le geste du chirurgien mais pas seulement. Toutes ces avancées bénéficient aussi à l’entraînement chirurgical, cette opération n’étant pas si fréquente, et aussi de façon plus surprenante, à l’expérience patient.

« La technologie peut être un nouvel objet de médiation entre le chirurgien et le patient. Il y a un intérêt en matière d’éducation du patient ». Les études montrent que ce dernier ne comprend pas toujours les tenants et aboutissants de l’opération qu’il va subir. Grâce à un modèle 3D imprimé, et demain à un jumeau numérique, il peut mieux appréhender l’opération, ses enjeux. « C’est important que le patient soit moins anxieux, qu’il adhère au protocole et soit acteur de sa convalescence, qu’il ait compris les risques postopératoires au point de pouvoir détecter lui-même d'éventuelles complications et alerter en retour l’équipe chirurgicale. » Ces technologies immersives et intelligentes peuvent aussi être appliquées à d’autres chirurgies (foie, utérus…). Vont-elles inaugurer un nouveau chapitre de l'histoire de la chirurgie ? Jean-Christophe Bernard en est aussi convaincu, même s’il admet que l'évolution de cette pratique, à l'image de l'histoire, demande du temps.

*Deux patients ont été opérés en Chine par des chirurgiens depuis Bordeaux