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Médecine numérique

Françoise Breton - 31/01/2012

Mettre les compétences d’Inria au service de la chirurgie du futur

© Inria / Photo Kaksonen

Inria participe à trois projets d’institut hospitalo-universitaire (IHU) sur les six retenus dans le cadre du programme « Investissements d'Avenir » lancé par le ministère de l'Enseignement supérieur et de la recherche en 2010. Coup de projecteur sur MIX-Surg, l’institut dédié à la chirurgie micro-invasive guidée par l’image à Strasbourg, avec Stéphane Cotin, responsable de l’équipe Shacra, très impliquée dans le projet.

Quel est l’objectif de l’IHU MIX-Surg ?

Stéphane Cotin :  L’objectif des IHU est de renforcer l’activité de recherche autour de l’hôpital sur des thématiques très spécifiques et pour lesquelles il existe déjà une compétence reconnue. Strasbourg est réputée pour son expertise en chirurgie laparoscopique abdominale et pelvienne, notamment à travers l’Ircad présidé par le professeur Jacques Marescaux. Dans ce cadre, MIX-Surg entend développer et mener jusqu’à leur commercialisation des technologies d’aide à l’intervention chirurgicale . Ces transferts passeront par les industriels partenaires des projets ou par des start-up créées à cet effet. Un aspect intéressant de cette démarche est d’intégrer une analyse d’impact coût-efficacité : pour être poursuivies, les technologies devront auparavant faire la preuve de leur vertu pour le patient mais aussi de leur avantage pratique pour les chirurgiens et ne pas induire un surcoût disproportionné aux bénéfices escomptés.

Comment s’inscrit Inria dans ce nouvel IHU ?

S.C. : Inria est membre fondateur de MIX-Surg. Son rôle est central car l’orientation de l’IHU est très technologique. Cette implication d’Inria est somme toute assez naturelle car nous travaillons ensemble depuis des années. Par exemple, Nicholas Ayache, qui est responsable de l’équipe Asclepios et membre du comité scientifique de l’IHU, et moi-même avons travaillé sur le premier projet qui conjuguait chirurgie et informatique avec le professeur Jacques Marescaux il y a un peu plus d’une dizaine d’années.

La chirurgie mini-invasive se pratique depuis les années 1990, qu’est-ce qui fait l’originalité de l’approche développée dans cet IHU ?

S.C. :  Cette approche intègre l’imagerie, la simulation et la modélisation, voire la robotique. Prenons l’exemple de la chirurgie laparoscopique du foie qui concerne directement notre équipe. Aujourd’hui, grâce à une microcaméra, le chirurgien voit la surface du foie mais pas le réseau vasculaire, qu’il doit éviter de sectionner, ni la tumeur interne qu’il veut enlever. Il doit estimer l’emplacement de la tumeur à partir des données du patient acquises avant l’intervention, et ce dans un contexte où le foie se déforme fortement. Nous pouvons aider le chirurgien avec des techniques combinant simulation et réalité augmentée, c’est-à-dire en superposant à la vue du champ opératoire des informations qui lui permettront de voir, comme par transparence  à travers le foie , où se trouvent la tumeur et les vaisseaux sanguins. Pour être utile, cette information doit être réaliste et prendre en compte les déformations de l’organe qui résultent de l’action même du chirurgien. Cela nécessite d’utiliser les modèles 3D des tumeurs et du réseau vasculaire issus des examens pré-opératoires et de les déformer virtuellement en temps réel pour qu’à chaque moment de l’intervention le modèle 3D superposé à l’image corresponde à la réalité.

Et l’apport de la robotique ?

S.C. :  Cette convergence entre imagerie médicale, simulation et modélisation peut inclure un pan robotique. Par exemple la radiologie interventionnelle utilisée pour traiter les tumeurs hépatiques consiste à introduire une aiguille ou une électrode à travers la paroi abdominale puis le foie jusqu’à la tumeur afin de la détruire par la chaleur, le froid ou un traitement médicamenteux.  Toute la difficulté est d’arriver à déterminer la trajectoire idéale de l’instrument puis de suivre, et éventuellement corriger, son déplacement lors de l’intervention. Combiner l’imagerie avec ce qu’on sait faire en simulation et en robotique permettrait de piloter l’aiguille par un robot afin de mieux maintenir une trajectoire, avancer plus progressivement et synchroniser l’avancée avec des systèmes d’imagerie. Là encore, il faut modéliser et simuler le foie qui bouge avec la respiration, se déforme quand l’aiguille le pénètre, etc.

Un projet très ambitieux

Porté par l’université de Strasbourg, l’Inserm et le CHU de Strasbourg, l’IHU MIX-Surg débutera officiellement début 2012. D’ores et déjà de nombreuses personnes travaillent sur place, mais le bâtiment qui doit héberger l’IHU ne sera prêt que dans deux ans. Avec 17 salles d’opération hybrides dédiées aux soins, à la formation et à la recherche, il permettra de réunir dans un même lieu des chercheurs, des cliniciens et des machines d’imagerie. Environnement de travail unique et stimulant au milieu d’un espace universitaire et médical en plein essor, il attire déjà des personnalités du monde entier : 7 leaders du domaine médical et 33 industriels se sont engagés à participer activement au projet. La croissance du marché international des procédures hybrides mini-invasives étant estimé à 8% par an en moyenne (37 milliards d’euros en 2014), l’IHU favorisera également le développement de start-up françaises dans le domaine.

Mots-clés : Stéphane Cotin Equipe Shacra Inria Lille – Nord Europe Médecine numérique

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