La simulation en trois dimensions

Avec la simulation en 3D, les chir' peuvent opérer, pour de faux.
Avec la simulation en 3D, les chir' peuvent opérer, pour de faux.

L’impression 3D n’a pas fini de surprendre ! Dans l’attente d’organes. bio-imprimés, ou encore de prothèses articulaires ou de dispositifs d’ostéosynthèse mieux adaptés aux patients, il existe un domaine pour lequel la technique commence à faire ses preuves : la simulation.

« Ah bah finalement c’était pas une bonne voie d’abord, j’ai touché l’artère fémorale... » Pas d’inquiétude, il n’y a aucune poursuite à craindre dans cette histoire. Car il s’agit d’un entraînement pré-opératoire sur des organes en 3D. Et qui probablement permettra d’éviter des complications au cours de la (vraie) chirurgie. La planification chirurgicale par la simulation est en plein essor grâce à l’impression 3D. Le Pr Alain Cribier, cardiologue célèbre pour avoir développé une technique d’implantation de valve aortique par voie percutanée (TAVI), raconte son expérience à Los Angeles : « Les chirurgiens thoraciques pédiatriques s’entraînent systématiquement sur un modèle 3D du cœur de leur patient, réalisé à partir d’images scanner. Cela leur permet de préparer instruments et stratégie opératoire. Ils n’envisagent plus d’opérer une malformation cardiaque sans reconstruction 3D préalable ! »
Dans le domaine de l’os, l’impression 3D est également très intéressante, à la fois en pré- et en per-opératoire. Le modèle spécifique de la déformation osseuse d’un patient permet de se faire la main comme en chirurgie cardiaque ; mais la spécificité du « dur », ce sont les guides de coupe. « Quand on effectue une ostéotomie de réaxation du genou par exemple, on calcule des angles sur des radios en deux dimensions en pré-op’, et on corrige l’angulation de manière un peu artisanale sous fluoroscopie en per-op’, sans repères très précis », explique le Pr Philippe Liverneaux, chirurgien de la main aux Hôpitaux universitaires de Strasbourg. « Les guides de coupe en 3D permettent d’essayer différentes corrections dans les 3 axes, et d’avoir une meilleure réflexion en amont. »
Le Dr Romain Bosc, chirurgien plasticien et maxillofacial à Henri-Mondor, fabrique lui-même ses guides de coupe en intra-hospitalier. Disposer d’une imprimante 3D dans l’hôpital permet de réaliser des économies de temps, d’argent et de tester plusieurs guides. Mais cela requiert un savoir-faire spécifique et des autorisations au préalable.

Enrober pour mieux former

Les organes imprimés ne sont pas seulement utilisés pour la planification ou l’aide opératoire, mais également pour la formation. Pour Philippe Liverneaux, l’enseignement évolue : « Le gold standard en orthopédie était le sawbone, l’"os sec", pour apprendre à poser des plaques et des vis ; mais quand on fait un geste chirurgical, il faut aussi savoir gérer les tissus mous. L’impression 3D permet d’enrober l’os de parties molles et de travailler la voie d’abord. » Une étude réalisée à Strasbourg a validé la supériorité de l’entraînement sur modèles 3D par rapport aux sawbones.
Les étudiants visionnaient des vidéos de chirurgie d’ostéotomie de raccourcissement du radius sur cadavres, puis étaient séparés en deux groupes, l’un pratiquant sur sawbones, l’autre sur modèles comportant os, nerfs, artères et tendons. Ils étaient ensuite évalués sur cadavres. « Les résultats étaient très en faveur du simulateur d’ostéotomie en 3D, et confirmaient un raccourcissement de la courbe d’apprentissage. Ce simulateur ne remplace pas la formation sur cadavre car les propriétés biomécaniques des tissus ne sont pas encore assez réalistes, mais ils répondent à une problématique : le cadavre a rarement la pathologie sur laquelle on veut former les étudiants ! », souligne le chirurgien strasbourgeois.
 

Les Français au sommet du réalisme

Une start-up française se targue d’avoir fait progresser le réalisme de l’impression 3D. « Par rapport à l’impression 3D standard, les modèles développés par Biomodex sont très supérieurs : ils reproduisent assez fidèlement l’élasticité des tissus, avec des caractéristiques palpatoires et des contraintes tissulaires impressionnantes, notamment la densité des plaques d’athérome et des calcifications », détaille le Pr Alain Cribier, responsable du Medical Training Center du CHU de Rouen. Le département Recherche et Développement de la jeune pousse, qui est en train de faire un tabac aux États-Unis, est axé sur différentes spécialités : orthopédie, ORL, cardiovasculaire... Selon ce cardiologue, « les freins actuels sont la méconnaissance de la simulation à partir d’impression 3D, le faible nombre d’études réalisées à ce jour, et le coût du matériel. Mais cette technique est amenée à se répandre, que ce soit pour la formation initiale, continue, ou la préparation chirurgicale ».

Portrait de Sarah Balfagon
article du WUD 43

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