Comment la formation en réalité virtuelle peut améliorer la chirurgie «à l’aveugle» pour traiter l’incontinence urinaire féminine

Par Jeff Kelley

Pour 1 femme sur 3 qui souffre d’incontinence urinaire, le traitement prend souvent la forme d’une intervention chirurgicale : l’implantation d’un dispositif appelé fronde mi-urétrale. Le harnais arrête la miction incontrôlée pendant l’activité physique, comme soulever ou rire.

Mais quelle que soit l’expertise du chirurgien effectuant la procédure de fronde, il existe un problème commun aux 300 000 chirurgies mini-invasives pratiquées aux États-Unis chaque année : le chirurgien travaille « à l’aveugle » – ou, au toucher. Ils estiment les angles en fonction de repères anatomiques externes et notent les changements tactiles subtils dans la réponse des tissus lorsque la fronde est placée sous l’urètre avec un outil appelé trocart.

Maintenant, une collaboration entre la VCU School of Medicine, le VCU College of Engineering et le Central Virginia VA Health Care System cherche à remplacer le processus de formation actuel coûteux et chronophage pour la procédure de fronde grâce à l’utilisation de la réalité virtuelle. À l’aide d’une application développée par le professeur d’informatique Milos Manic, Ph.D., et ses doctorants, l’urogynécologue Lauren Siff et son équipe créent une application de formation en réalité virtuelle qui pourrait changer la façon dont la procédure de fronde est enseignée à l’avenir.

« Cette technologie est un bon exemple de la façon dont la réalité virtuelle peut avoir un impact sur le monde réel », déclare Brent Fagg, responsable principal des licences chez VCU TechTransfer and Ventures, le bureau d’assistance IP et startup de l’université. « Ils ont trouvé une utilisation de la réalité virtuelle qui peut réduire les coûts, éliminer les risques et ouvrir cette chirurgie qui change la vie à davantage de personnes qui en ont besoin. »

La nature aveugle de la chirurgie par fronde peut entraîner un taux de complications allant jusqu’à 13 %, a expliqué Siff, l’un des 1 300 urogynécologues aux États-Unis qui effectuent la procédure. Et bien que rares, il y a même eu des rapports de décès liés à des lésions vasculaires ou intestinales causées par la procédure. « Malheureusement, il n’y a pas de normes de compétence universelles pour l’accréditation des chirurgiens » pour les frondes mi-urétrales, a déclaré Siff, professeur adjoint adjoint au Département d’obstétrique et de gynécologie de la VCU School of Medicine.

Devenir expert en écharpes nécessite une formation importante souvent au cours d’un stage chirurgical pluriannuel.

« Nous savons que la chirurgie est efficace, mais nos méthodes de formation actuelles sont soit un apprentissage, où vous apprenez sur des patients vivants travaillant avec un chirurgien expert, des laboratoires de cadavres ou un modèle statique en plastique », a déclaré Siff.

La formation nécessite également souvent un financement et du temps de déplacement hors du travail. Et lorsque vous travaillez avec des cadavres, les tissus peuvent se déformer après plusieurs passages de la fronde. « Nous nous sommes donc demandé : ‘Comment pouvons-nous enseigner une technique à l’aveugle qui nécessite vraiment un apprentissage par la sensation et un volume élevé pour développer la mémoire musculaire à l’ère des heures, des ressources et du nombre de cas limités ?’ dit Siff.

Voici comment fonctionne le système d’entraînement : considérez-le comme une sorte de jeu vidéo. Un casque VR, porté par le chirurgien formateur, affiche un modèle 3D d’un bassin féminin. L’utilisateur tient un stylet, conçu sur mesure avec une poignée de trocart. Le chirurgien en formation porte le casque ; lorsqu’ils déplacent le stylet, il se déplace de la même manière dans l’environnement VR que le trocart serait inséré et déplacé dans le bassin.

Des repères visuels aident le chirurgien et l’haptique – la même technologie que celle que l’on trouve dans les téléphones – fait vibrer ou repousser le stylet et donne à l’utilisateur la sensation physique de toucher un os ou une vessie. De tels composants virtuels rendent le processus plus réel.

« L’objectif de la réalité virtuelle améliorée par l’haptique est d’imiter le sens du » toucher 3D « que les opérateurs expérimentent dans des situations réelles », déclare Manic. « La prochaine étape est un système assisté par intelligence artificielle qui peut apprendre les meilleures actions dans un contexte donné et compilez-les dans le « super-chirurgien ». »

Dans le formateur, Siff a aidé les développeurs du système à coder « un exemple de la voie idéale » pour implanter le harnais dans le plancher pelvien. « Le modèle VR aide l’utilisateur à introduire correctement le trocart, à sentir l’os pubien et à utiliser cette sensation avec des haptiques et des visuels pour se laisser tomber derrière l’os et passer la fronde », a-t-elle déclaré.

Les utilisateurs sont notés en fonction de leur exécution de la procédure virtuelle.

« Dans un monde idéal, le stagiaire, avec de la pratique, suivra les étapes exactes et le cheminement approprié obtiendra un score élevé, démontrant sa compétence, puis il pourra fournir ce score au chirurgien traitant pour prouver qu’il est prêt pour les heures de grande écoute, », a déclaré Siff. « Nous espérons que cela deviendra un système de formation qui permettra aux boursiers et aux chirurgiens formateurs de dire: » Mettez-moi en tant qu’entraîneur, je suis prêt à jouer. «  »

Siff a également déclaré qu’elle espérait que le système de réalité virtuelle serait accepté par les systèmes de santé et les organisations d’accréditation pour prouver que les chirurgiens sont compétents pour effectuer la procédure de fronde. Fagg a noté, avec VCU innovation Gateway: « Maintenant, l’opportunité est d’affiner le produit et de s’assurer qu’il devienne une méthode de formation accréditée pour les urogynécologues à l’échelle nationale. »

Il y a du travail à faire avant que le système soit prêt. L’équipe affine les illustrations anatomiques virtuelles, en ajoutant de l’art et de la texture pour rendre la peau, les muscles et les tissus mous plus réalistes. Ils ajoutent même des distractions et des urgences qui peuvent survenir dans un véritable bloc opératoire et détourner l’attention d’un chirurgien. « Cela augmente le réalisme de la simulation de formation », a déclaré Siff. « Nous travaillons constamment sur l’évaluation, l’amélioration de la conception et les commentaires des utilisateurs. »

L’équipe transdisciplinaire comprend également Franklin Bost du VCU Institute of Engineering and Medicine; James Thomas Ph.D., chercheur, physiothérapeute et directeur du centre LEVR (Launching Excellence in Virtual Reality) du laboratoire de contrôle moteur du VCU College of Health Professions ; et Moshe Feldman, Ph.D., directeur de l’évaluation de la formation médicale de premier cycle et des facteurs humains à la VCU School of Medicine.