Orthopédie

Une longue et regrettable histoire de guerres et de batailles a incité la médecine française à développer des compétences particulières pour soigner les blessés, où la chirurgie osseuse et traumatique joue un rôle important.

De Jean Dominique Larrey - chirurgien en chef de l'armée impériale de Napoléon, père de la médecine militaire et inventeur des techniques d'amputation modernes - jusqu'aux premières mondiales récentes, telles que la première greffe de main et la double greffe bilatérale des mains et des avant-bras réalisée par le Pr. Dubernard en 1998 et 2000 ou la chirurgie de la hanche avec réalité virtuelle et projection holographique, par le Dr Thomas en 2017 - des équipes très expérimentées soignent les blessures et les malformations du système musculo-squelettique (colonne vertébrale, os, muscles, articulations, ligaments, tendons, nerfs) .

En plus du développement de médicaments innovants, d'équipements chirurgicaux, de prothèses, de médicaments pour tuer la douleur et de techniques moins invasives, les évolutions actuelles incluent l'imagerie 3D, l'impression 3D et les biomatériaux à l'aide de la micro-chirurgie sous endoscopie et robotique.

Il existe aujourd'hui en France 980 hôpitaux et cliniques de chirurgie de précision de la main et d'urgence, 894 de l'épaule, 839 du pied, 821 du canal carpien de la main, 809 de la cheville, 803 de la hanche, 802 de la prothèse du genou, 799 des ligaments du genou, 476 de la chirurgie du dos.

Parmi ceux-ci, C3Medical est fier de travailler en étroite collaboration avec l'Institut Mutualiste Montsouris / IMM à Paris, pour gérer sa patientèle internationale (pour plus d'informations, veuillez consulter la vidéo dans la section principale "Soins des pathologies complexes" et la description dans "C3Medical Hospital Network" en cliquant sur sur le logo dans la bannière ci-dessous).

Première mondiale - Chirurgie mêlant hologrammes et réalitée augmentée

En décembre 2018, dans une première mondiale, le chirurgien orthopédiste Thomas Gregory, de l'hôpital Avicenne, à Paris, a procédé à la transplantation d'une épaule artificielle à l'aide d'un viseur à réalitée augmentée. L'opération a été diffusée en direct avec une plateforme collaborative de réalité augmentée et d'interaction avec des médecins à distance à travers le monde

Le Dr Thomas Gregory, chef de chirurgie orthopédique et traumatologie à l'hôpital Avicenne, Université Paris XIII, France, spécialisé dans la chirurgie de la main et du membre supérieur, a mené l'opération et a été assisté par les plateformes Evolutis et HoloPortal et l'ordinateur holographique Microsoft HoloLens. Au cours de la procédure, Gregory a pu voir des hologrammes - modélisation 3D d'images anatomiques de son patient - projetés en temps réel dans la salle d'opération. Il a également eu accès aux données médicales des patients et à des tutoriels interactifs pendant l'opération.

Gregory a également échangé pendant une intervention chirurgicale via Skype avec le professeur Emery et le Dr Reilly (Imperial College London), le professeur Yan Lae Moon (Chosun University Hospital, Corée du Sud), le Dr Sledge (hôpital Lafayette, Louisiane, États-Unis) et le Dr Armstrong (Pennsylvanie, États-Unis) et ils pourraient interagir pendant la chirurgie par des hologrammes proxy. C'était la première fois qu'une utilisation aussi complète des aspects immersifs et collaboratifs de ce dispositif de réalité mixte était effectuée dans une salle d'opération, tout en maintenant une qualité optimale des images holographiques.

La réalité mixte fait vivre des expériences holographiques tout en se reliant au monde extérieur. HoloLens est un ordinateur autonome qui ne nécessite aucun câble. Porté comme un casque par le chirurgien lors de l'opération, il lui permet de capturer des informations de l'environnement dans lequel il se trouve grâce à ses microphones et capteurs intégrés. Les images peuvent ensuite être partagées avec d'autres, comme à distance via Skype.

Le chirurgien garde une totale liberté de mouvement et d'action dans un environnement enrichi, et hologramme des informations sur demande. Connectée à HoloLens, la plateforme HoloPortal a été spécifiquement développée par TeraRecon et Vizua et utilise la puissance de calcul du cloud Azure de Microsoft. Il permet au chirurgien de visualiser en temps réel les informations médicales du patient qui pourraient lui être utiles pendant l'opération: son dossier médical, ses bilans biologiques numérisés en imagerie 2D (coupes radiologiques natives).

Le chirurgien peut également accéder directement aux scanners et à l'IRM (sans convertir les modèles / formats). Evolutis a développé une plateforme permettant au chirurgien d'avoir accès à la technique opératoire et à la planification spécifique au patient de la position de la prothèse.

Depuis la consultation préopératoire jusqu'à l'évaluation postopératoire, la réalité mixte améliore la visualisation des images médicales des patients. Il peut être utilisé à différentes étapes du soutien du patient pour:
Informer les patients en consultation sur son programme de pathologie et d'intervention. Le patient se voit montrer son propre parcours de soins et peut s'approprier son fonctionnement;

Échange dans des discussions multidisciplinaires sur des cas pathologiques spécifiques ou des affectations difficiles. Une réunion immersive permet aux équipes médicales et infirmières de visualiser le jumeau virtuel d'un patient dans une salle de réunion;
Accéder aux informations médicales du patient avant et pendant l'opération;
Discutez avec le patient et ses collègues de la chirurgie qui a été effectuée. La réalité mixte peut aider à former des chirurgiens à l'acquisition de nouvelles techniques et compétences; et
Avec une réalité mitigée, le chirurgien bénéficie d'un soutien supplémentaire dans sa pratique médicale. En facilitant l'interaction avec des informations qui peuvent lui être utiles, elle contribue également à réduire le temps de réponse pour de meilleurs soins aux patients.
 
OPN discute avec Thomas Gregory de sa chirurgie innovante et de ce que l'avenir réserve à la plateforme de réalité mixte.


OPN: En tant que chirurgien orthopédiste spécialisé, pourriez-vous nous en dire plus sur votre expérience et votre formation dans ce domaine?
TG: Je suis actuellement chef du service orthopédique du CHU Avicenne et professeur associé à l'Université Paris XIII. Mon service d'orthopédie possède une forte expertise en chirurgie des membres supérieurs et du sport. Mon domaine d'intérêt est le développement de la chirurgie améliorée dans les procédures orthopédiques avec l'utilisation des technologies numériques.
Cet intérêt a conduit à la création de la Fondation Moveo (www.fondation-moveo.fr) dont je suis membre fondateur et président.

La Fondation Moveo soutient des projets de recherche visant à moderniser et à améliorer les performances médicales à tous les niveaux de la gestion des patients, et à réduire le risque d'erreur humaine de la profession médicale, grâce à l'utilisation de la technologie numérique moderne.

Les objectifs de la Fondation reposent sur 3 constats:
1. Les maladies musculo-squelettiques peuvent toucher 100% de la population
2. La recherche sur ces maladies reçoit peu de soutien financier des pouvoirs publics
3. Les nouvelles technologies révolutionnent notre vie quotidienne et de nombreuses disciplines médicales, mais la chirurgie orthopédique n'a connu aucun changement numérique majeur au cours des dernières années.

Avec la Fondation MOVEO, je souhaite transformer les pratiques chirurgicales en chirurgie orthopédique, en particulier en chirurgie des épaules et des membres supérieurs, afin qu'elles soient plus modernes et connectées, reflétant l'image d'une société en mutation rapide.

OPN: Comment avez-vous décidé d'utiliser la réalité mixte dans votre chirurgie?
TG: En juin 2014, j'ai effectué la première chirurgie au monde en utilisant l'application médicale pour le casque de réalité virtuelle Occulus Rift. Actuellement, je mène des projets de recherche axés sur l'utilisation de technologies connexes, notamment:

Réalité virtuelle (VR) pour créer un simulateur chirurgical pour la formation des médecins
Réalité augmentée (RA) pour améliorer la précision et la sécurité de la chirurgie mini-invasive
Dispositifs connectés (CD) pour acquérir une compréhension approfondie de l'activité quotidienne individuelle d'un patient afin de développer des traitements spécifiques au patient.
OPN: Avez-vous dû suivre une formation spécifique avec l'équipement avant la chirurgie?
TG: L'équipement a été développé par une grande société informatique américaine. C'est très intuitif. Bien sûr, vous avez besoin de quelques minutes pour vous familiariser avec l'appareil et de quelques minutes de plus pour vous familiariser avec les applications, mais pas plus que cela.
 
OPN: Parlez-nous un peu plus de la procédure en direct en décembre? Des obstacles que vous avez dû surmonter ou des difficultés avant ou pendant la chirurgie?
TG:
Le positionnement de l'omoplate d'une arthroplastie de l'épaule est difficile. Premièrement, le stock osseux est limité, notamment dans le cas du 5 décembre, car le patient était relativement petit. Deuxièmement, vous avez un accès limité à l'os de l'omoplate.

Vous ne pouvez voir que la surface articulaire, qui a été déformée en raison de l'érosion causée par l'état du patient. Le reste de l'os était recouvert par les tissus mous thoraciques. Troisièmement, la position optimale de la prothèse est différente pour chaque individu et le mauvais alignement de la prothèse entraîne généralement des résultats négatifs. Ces difficultés ont été résolues en couplant un astucieux guide de positionnement glénoïde que nous avons développé avec Aventum Devices, avec le système de réalité mixte.

Avec le bandeau, j'ai pu accéder à la position de prothèse spécifique au patient que nous avions prévue avant la chirurgie et à toute la technique opératoire développée en hologrammes 3D en fonction de la position prévue. Par conséquent, pendant que je plaçais la prothèse guidée par le guide de positionnement glénoïde, j'ai pu comparer, étape par étape, ce que je faisais avec le placement approprié. J'ai également pu faire glisser la reconstruction 3D de l'omoplate, à 100%, juste devant mes yeux, d'un simple geste devant le bandeau. J'ai ensuite pu déplacer l'image de l'omoplate CT avec un ajustement manuel afin qu'elle soit sur la partie visible de l'os.

J'ai également partagé ce que j'ai vu dans ce bandeau avec quatre autres chirurgiens aux États-Unis, au Royaume-Uni et en Corée du Sud, qui ont pu envoyer des informations dans le champ de vision de l'opérateur, via Skype, tout au long de l'intervention se déroulant en France.

C'est la première fois qu'une utilisation aussi complète des aspects immersifs et collaboratifs de la technologie est mise en œuvre dans une chirurgie orthopédique de l'épaule.

OPN: Quels sont les avantages de cette technologie pour le patient?
TG:
Comparé à une intervention chirurgicale classique, le casque AR offre des résultats améliorés à la fois pour le chirurgien et le patient, sans réduire la sécurité de l'intervention. En effet, grâce aux hologrammes 3D, les images clés de l'opération ainsi que les organes critiques (nerfs, artères etc.) sont montrés en temps réel au chirurgien. Cela offre une précision et une sécurité supplémentaires dans la procédure et réduit le temps de fonctionnement.

La sécurité du patient, que tous les médecins doivent garder à l'esprit, ne semble pas compromise par ce nouveau dispositif. En effet, selon notre expérience, aucun événement indésirable majeur ne se produit lors des interventions chirurgicales AR. Au contraire, la sécurité est probablement améliorée car un chirurgien peut voir l'anatomie complète du patient, recevoir des informations supplémentaires d'autres médecins et réduire le temps de l'intervention, ce qui signifie un risque moindre d'infection chirurgicale.

OPN: Peut-il être appliqué à toutes les formes de procédures chirurgicales?
TG: Je le crois. Pour faire un parallèle avec l'aviation civile, le bandeau est pour le chirurgien comme un cockpit pour un pilote d'avion.
Mon collègue et ami, John Sledge, qui est basé à Lafayette, aux États-Unis, interagissait avec moi via Skype le 5 décembre. Il est chirurgien de la colonne vertébrale et des membres inférieurs et a déjà quelques idées pour développer d'autres applications bénéfiques pour sa pratique quotidienne.
 

OPN: Que pensez-vous que cela signifie pour l'avenir de la chirurgie orthopédique, compte tenu des énormes progrès de la réalité augmentée?
TG:
Jusqu'à présent, le coût des technologies entrave la diffusion des innovations numériques telles que la robotique ou la navigation, dans le domaine de la chirurgie orthopédique. Cependant, ce n'est pas le cas avec les technologies AR. Comme le matériel de la technologie AR est pris en charge par les principaux groupes informatiques, le coût du bandeau est abordable pour la plupart des hôpitaux et des praticiens. Plus précisément, le bandeau AR coûte 3 000 $, par rapport à des prix allant de 100 000 $ à 1 million de dollars pour les systèmes de navigation ou les robots.

Source: Orthopedic news UK, 13 juin 2018

Première mondiale - Chirurgie mêlant hologrammes et réalitée augmentée

En décembre 2018, dans une première mondiale, le chirurgien orthopédiste Thomas Gregory, de l'hôpital Avicenne, à Paris, a procédé à la transplantation d'une épaule artificielle à l'aide d'un viseur à réalitée augmentée. L'opération a été diffusée en direct avec une plateforme collaborative de réalité augmentée et d'interaction avec des médecins à distance à travers le monde

Le Dr Thomas Gregory, chef de chirurgie orthopédique et traumatologie à l'hôpital Avicenne, Université Paris XIII, France, spécialisé dans la chirurgie de la main et du membre supérieur, a mené l'opération et a été assisté par les plateformes Evolutis et HoloPortal et l'ordinateur holographique Microsoft HoloLens. Au cours de la procédure, Gregory a pu voir des hologrammes - modélisation 3D d'images anatomiques de son patient - projetés en temps réel dans la salle d'opération. Il a également eu accès aux données médicales des patients et à des tutoriels interactifs pendant l'opération.

Gregory a également échangé pendant une intervention chirurgicale via Skype avec le professeur Emery et le Dr Reilly (Imperial College London), le professeur Yan Lae Moon (Chosun University Hospital, Corée du Sud), le Dr Sledge (hôpital Lafayette, Louisiane, États-Unis) et le Dr Armstrong (Pennsylvanie, États-Unis) et ils pourraient interagir pendant la chirurgie par des hologrammes proxy. C'était la première fois qu'une utilisation aussi complète des aspects immersifs et collaboratifs de ce dispositif de réalité mixte était effectuée dans une salle d'opération, tout en maintenant une qualité optimale des images holographiques.

La réalité mixte fait vivre des expériences holographiques tout en se reliant au monde extérieur. HoloLens est un ordinateur autonome qui ne nécessite aucun câble. Porté comme un casque par le chirurgien lors de l'opération, il lui permet de capturer des informations de l'environnement dans lequel il se trouve grâce à ses microphones et capteurs intégrés. Les images peuvent ensuite être partagées avec d'autres, comme à distance via Skype.

Le chirurgien garde une totale liberté de mouvement et d'action dans un environnement enrichi, et hologramme des informations sur demande. Connectée à HoloLens, la plateforme HoloPortal a été spécifiquement développée par TeraRecon et Vizua et utilise la puissance de calcul du cloud Azure de Microsoft. Il permet au chirurgien de visualiser en temps réel les informations médicales du patient qui pourraient lui être utiles pendant l'opération: son dossier médical, ses bilans biologiques numérisés en imagerie 2D (coupes radiologiques natives).

Le chirurgien peut également accéder directement aux scanners et à l'IRM (sans convertir les modèles / formats). Evolutis a développé une plateforme permettant au chirurgien d'avoir accès à la technique opératoire et à la planification spécifique au patient de la position de la prothèse.

Depuis la consultation préopératoire jusqu'à l'évaluation postopératoire, la réalité mixte améliore la visualisation des images médicales des patients. Il peut être utilisé à différentes étapes du soutien du patient pour:
Informer les patients en consultation sur son programme de pathologie et d'intervention. Le patient se voit montrer son propre parcours de soins et peut s'approprier son fonctionnement;

Échange dans des discussions multidisciplinaires sur des cas pathologiques spécifiques ou des affectations difficiles. Une réunion immersive permet aux équipes médicales et infirmières de visualiser le jumeau virtuel d'un patient dans une salle de réunion;
Accéder aux informations médicales du patient avant et pendant l'opération;
Discutez avec le patient et ses collègues de la chirurgie qui a été effectuée. La réalité mixte peut aider à former des chirurgiens à l'acquisition de nouvelles techniques et compétences; et
Avec une réalité mitigée, le chirurgien bénéficie d'un soutien supplémentaire dans sa pratique médicale. En facilitant l'interaction avec des informations qui peuvent lui être utiles, elle contribue également à réduire le temps de réponse pour de meilleurs soins aux patients.
 
OPN discute avec Thomas Gregory de sa chirurgie innovante et de ce que l'avenir réserve à la plateforme de réalité mixte.


OPN: En tant que chirurgien orthopédiste spécialisé, pourriez-vous nous en dire plus sur votre expérience et votre formation dans ce domaine?
TG: Je suis actuellement chef du service orthopédique du CHU Avicenne et professeur associé à l'Université Paris XIII. Mon service d'orthopédie possède une forte expertise en chirurgie des membres supérieurs et du sport. Mon domaine d'intérêt est le développement de la chirurgie améliorée dans les procédures orthopédiques avec l'utilisation des technologies numériques.
Cet intérêt a conduit à la création de la Fondation Moveo (www.fondation-moveo.fr) dont je suis membre fondateur et président.

La Fondation Moveo soutient des projets de recherche visant à moderniser et à améliorer les performances médicales à tous les niveaux de la gestion des patients, et à réduire le risque d'erreur humaine de la profession médicale, grâce à l'utilisation de la technologie numérique moderne.

Les objectifs de la Fondation reposent sur 3 constats:
1. Les maladies musculo-squelettiques peuvent toucher 100% de la population
2. La recherche sur ces maladies reçoit peu de soutien financier des pouvoirs publics
3. Les nouvelles technologies révolutionnent notre vie quotidienne et de nombreuses disciplines médicales, mais la chirurgie orthopédique n'a connu aucun changement numérique majeur au cours des dernières années.

Avec la Fondation MOVEO, je souhaite transformer les pratiques chirurgicales en chirurgie orthopédique, en particulier en chirurgie des épaules et des membres supérieurs, afin qu'elles soient plus modernes et connectées, reflétant l'image d'une société en mutation rapide.

OPN: Comment avez-vous décidé d'utiliser la réalité mixte dans votre chirurgie?
TG: En juin 2014, j'ai effectué la première chirurgie au monde en utilisant l'application médicale pour le casque de réalité virtuelle Occulus Rift. Actuellement, je mène des projets de recherche axés sur l'utilisation de technologies connexes, notamment:

Réalité virtuelle (VR) pour créer un simulateur chirurgical pour la formation des médecins
Réalité augmentée (RA) pour améliorer la précision et la sécurité de la chirurgie mini-invasive
Dispositifs connectés (CD) pour acquérir une compréhension approfondie de l'activité quotidienne individuelle d'un patient afin de développer des traitements spécifiques au patient.
OPN: Avez-vous dû suivre une formation spécifique avec l'équipement avant la chirurgie?
TG: L'équipement a été développé par une grande société informatique américaine. C'est très intuitif. Bien sûr, vous avez besoin de quelques minutes pour vous familiariser avec l'appareil et de quelques minutes de plus pour vous familiariser avec les applications, mais pas plus que cela.
 
OPN: Parlez-nous un peu plus de la procédure en direct en décembre? Des obstacles que vous avez dû surmonter ou des difficultés avant ou pendant la chirurgie?
TG:
Le positionnement de l'omoplate d'une arthroplastie de l'épaule est difficile. Premièrement, le stock osseux est limité, notamment dans le cas du 5 décembre, car le patient était relativement petit. Deuxièmement, vous avez un accès limité à l'os de l'omoplate.

Vous ne pouvez voir que la surface articulaire, qui a été déformée en raison de l'érosion causée par l'état du patient. Le reste de l'os était recouvert par les tissus mous thoraciques. Troisièmement, la position optimale de la prothèse est différente pour chaque individu et le mauvais alignement de la prothèse entraîne généralement des résultats négatifs. Ces difficultés ont été résolues en couplant un astucieux guide de positionnement glénoïde que nous avons développé avec Aventum Devices, avec le système de réalité mixte.

Avec le bandeau, j'ai pu accéder à la position de prothèse spécifique au patient que nous avions prévue avant la chirurgie et à toute la technique opératoire développée en hologrammes 3D en fonction de la position prévue. Par conséquent, pendant que je plaçais la prothèse guidée par le guide de positionnement glénoïde, j'ai pu comparer, étape par étape, ce que je faisais avec le placement approprié. J'ai également pu faire glisser la reconstruction 3D de l'omoplate, à 100%, juste devant mes yeux, d'un simple geste devant le bandeau. J'ai ensuite pu déplacer l'image de l'omoplate CT avec un ajustement manuel afin qu'elle soit sur la partie visible de l'os.

J'ai également partagé ce que j'ai vu dans ce bandeau avec quatre autres chirurgiens aux États-Unis, au Royaume-Uni et en Corée du Sud, qui ont pu envoyer des informations dans le champ de vision de l'opérateur, via Skype, tout au long de l'intervention se déroulant en France.

C'est la première fois qu'une utilisation aussi complète des aspects immersifs et collaboratifs de la technologie est mise en œuvre dans une chirurgie orthopédique de l'épaule.

OPN: Quels sont les avantages de cette technologie pour le patient?
TG:
Comparé à une intervention chirurgicale classique, le casque AR offre des résultats améliorés à la fois pour le chirurgien et le patient, sans réduire la sécurité de l'intervention. En effet, grâce aux hologrammes 3D, les images clés de l'opération ainsi que les organes critiques (nerfs, artères etc.) sont montrés en temps réel au chirurgien. Cela offre une précision et une sécurité supplémentaires dans la procédure et réduit le temps de fonctionnement.

La sécurité du patient, que tous les médecins doivent garder à l'esprit, ne semble pas compromise par ce nouveau dispositif. En effet, selon notre expérience, aucun événement indésirable majeur ne se produit lors des interventions chirurgicales AR. Au contraire, la sécurité est probablement améliorée car un chirurgien peut voir l'anatomie complète du patient, recevoir des informations supplémentaires d'autres médecins et réduire le temps de l'intervention, ce qui signifie un risque moindre d'infection chirurgicale.

OPN: Peut-il être appliqué à toutes les formes de procédures chirurgicales?
TG: Je le crois. Pour faire un parallèle avec l'aviation civile, le bandeau est pour le chirurgien comme un cockpit pour un pilote d'avion.
Mon collègue et ami, John Sledge, qui est basé à Lafayette, aux États-Unis, interagissait avec moi via Skype le 5 décembre. Il est chirurgien de la colonne vertébrale et des membres inférieurs et a déjà quelques idées pour développer d'autres applications bénéfiques pour sa pratique quotidienne.
 

OPN: Que pensez-vous que cela signifie pour l'avenir de la chirurgie orthopédique, compte tenu des énormes progrès de la réalité augmentée?
TG:
Jusqu'à présent, le coût des technologies entrave la diffusion des innovations numériques telles que la robotique ou la navigation, dans le domaine de la chirurgie orthopédique. Cependant, ce n'est pas le cas avec les technologies AR. Comme le matériel de la technologie AR est pris en charge par les principaux groupes informatiques, le coût du bandeau est abordable pour la plupart des hôpitaux et des praticiens. Plus précisément, le bandeau AR coûte 3 000 $, par rapport à des prix allant de 100 000 $ à 1 million de dollars pour les systèmes de navigation ou les robots.

Source: Orthopedic news UK, 13 juin 2018