Virtual practice makes perfect

La répétition virtuelle, un gage de réussite

Une équipe médicale de Halifax réalise la première chirurgie au cerveau par réalité virtuelle
13 juillet 2011
David Clark (CI-DESSUS) du Brain Repair Centre a
Zoom

David Clark (CI-DESSUS) du Brain Repair Centre a collaboré à la conception d'un système virtuel qui simule avec un réalisme remarquable les conditions durant une chirurgie au cerveau.
Brain Repair Center

Le lundi 17 août 2009, la session de chirurgie de l’après-midi n’avait rien de routinier pour David Clarke, neurochirurgien établi à Halifax. Tout d’abord, la tumeur cérébrale de sa patiente était située à un endroit problématique, à proximité du centre de la parole, une région délicate du cerveau. Un simple glissement du scalpel dans n’importe quelle direction risquait d’être désastreux. Toutefois, malgré quelques moments plus tendus, la tumeur a été enlevée avec succès et, une heure plus tard, le Dr Clarke rencontrait sa patiente, Ellen Wright, dans sa chambre.

« Elle m’a posé une question que je n’avais jamais entendue auparavant, se rappelle-t-il. “Comment s’est déroulée ma chirurgie au cerveau virtuelle?” » Douze heures plus tard, le mardi matin, Ellen Wright est devenue la première personne à subir une neurochirurgie après une répétition générale simulée par ordinateur. On a retiré la tumeur et la patiente était de retour chez elle le jour suivant. Mme Wright a même été en mesure d’assister à la conférence de presse du jeudi pour annoncer la percée médicale.

Professeur de neurochirurgie à l’Université Dalhousie et membre du Brain Repair Centre de Halifax, le Dr Clarke fait partie de l’équipe pancanadienne qui a mis au point cette nouvelle technique de chirurgie virtuelle. L’équipe se sert de l’imagerie par résonance magnétique (IRM) pour créer un modèle informatique du cerveau du patient, qu’elle saisit ensuite dans un simulateur de pointe appelé NeuroTouch. Le chirurgien examine le cerveau ainsi modélisé sous un microscope semblable à celui qu’on retrouve dans une salle d’opération et il procède à la « chirurgie » au moyen d’outils virtuels si proches de la réalité qu’ils simulent même la pression exercée par le tissu cérébral sur les instruments.

« Les conditions sont tout à fait réalistes, précise le Dr Clarke. Je peux même voir les pulsations du cerveau comme durant une intervention normale. Ce qui est formidable, c’est que nous ne pratiquons pas sur un cerveau générique, mais sur une copie exacte de celui de notre patient. Quand vient le temps de procéder à la chirurgie, nous avons une idée assez précise des problèmes qui risquent de survenir. »

Cela fait déjà trois ans qu’une équipe de 50 personnes – chirurgiens, radiologistes, ingénieurs, concepteurs de logiciels et autres collaborateurs – provenant de 10 centres médicaux et universités du Canada travaille à la mise en œuvre de la chirurgie virtuelle. Piloté par le Conseil national de recherches du Canada (CNRC), le projet reçoit du financement de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI). « Grâce au CNRC, ces gens ont pu unir leurs efforts et travailler dans la même direction », poursuit le Dr Clarke. Le concours du CNRC a été déterminant dans la mise en œuvre du projet. »

Non seulement la technique devrait-elle permettre d’améliorer le taux de réussite des chirurgies complexes, indique le Dr Clarke, mais elle deviendra aussi d’ici quelques années un outil pédagogique inestimable pour les étudiants. « La neurochirurgie comporte beaucoup de procédures extrêmement complexes et jusqu’à maintenant, il était difficile de s’y exercer, dit-il. L’ancien modèle – celui que nous utilisons depuis plus de cent ans pour former les futurs chirurgiens – est fondé sur l’apprentissage par la pratique. On assigne à un étudiant quelques tâches élémentaires à accomplir durant la chirurgie puis, peu à peu, on augmente la complexité des tâches qui lui sont confiées. »

Les résidents en neurochirurgie affinent leurs
Zoom

Les résidents en neurochirurgie affinent leurs compétences au moyen du simulateur.
Brain Repair Centre

Selon le Dr Clarke, ce modèle est périmé pour plusieurs raisons : il est difficile d’enseigner des procédures complexes sur le tas, et ce mode de fonctionnement pose un problème quant à la sécurité du patient. La simulation virtuelle pourrait aussi servir à l’avenir à évaluer les compétences des chirurgiens. « À l’heure actuelle, nous n’avons aucun moyen de quantifier le niveau de compétence des chirurgiens.

Pour le moment, la chirurgie virtuelle demeure un procédé coûteux et expérimental, mais le Dr Clarke prévoit qu’un programme informatique sera bientôt utilisé à grande échelle sur les ordinateurs de base des hôpitaux d’enseignement du monde entier et il croit qu’à plus ou moins longue échéance, on appliquera ces mêmes principes à d’autres types de chirurgie.

« Il s’agit d’un outil extrêmement précieux », ajoute-t-il. Le système virtuel permet aux chirurgiens de répondre à certaines questions à l’avance, par exemple d’évaluer le risque de lésion des tissus dans une chirurgie. Il permet aussi aux chirurgiens de prévoir les dangers associés à une chirurgie et de répéter à l’avance les éléments les plus complexes d’une chirurgie.

« En plus, ce système est doté d’une fonctionnalité que nous n’avons pas en salle d’opération, conclut-il. « Un bouton de réinitialisation. »

Le rôle de la Fondation canadienne pour l’innovation

Révolutionnaire, cette chirurgie au cerveau virtuelle réalisée en grande première par des médecins de Halifax n’est qu’une des initiatives en neurosciences rendues possibles grâce au Life Sciences Research Institute et à son Brain Repair Centre dont les recherches portent sur des maladies telles que le Parkinson, l’Alzheimer, la sclérose latérale amyotrophique (SLA), la sclérose en plaques et une foule d’autres troubles neurologiques. Situé au cœur de Halifax, cet institut de pointe a pu être mis sur pied grâce, en grande partie, à un investissement de 5,5 millions de dollars de la Fondation canadienne pour l’innovation – le montant le plus élevé jamais attribué à des chercheurs médicaux du Canada Atlantique.