La réalité virtuelle 3D renforce la capacité des neurochirurgiens de traiter la maladie de Parkinson

Le premier système de réalité virtuelle 3D au monde destiné à la neurochirurgie, mis au point à L’Hôpital d’Ottawa, sera utilise pour accroître la precision de la chirurgie de stimulation cérébrale profonde (SCP) des patients atteints de la maladie de Parkinson.

Un spectateur ne voit que le Dr Adam Sachs, neurochirurgien, de grosses lunettes sur le nez, qui regarde en l’air entre les deux manettes qu’il bouge devant lui dans un mouvement de va-et-vient. Ce que voit le Dr Sachs est une image tridimensionnelle où sont superposes le cerveau d’un patient et l’activité électrique de ce dernier. Ce n’est pas un jeu vidéo. C’est la technologie de pointe de la stimulation cérébrale profonde et de la neurochirurgie.

En portant des lunettes de réalité virtuelle, le Dr Sachs peut visualiser une image 3D précise, générée par ordinateur, du cerveau d’un patient atteint de la maladie de Parkinson, créée à l’aide des clichés IRM de ce patient. L’activité cérébrale des patients enregistrée à partir de microélectrodes peut être visualisée dans ce monde virtuel. Grâce aux deux baguettes, ou manettes, il peut déplacer le cerveau en trois dimensions et le voir sous tous les angles. Il peut également retirer des couches du cerveau pour regarder à l’intérieur de l’endroit exact où il placera une electrode de SCP lors d’une chirurgie de stimulation cérébrale profonde (SCP). Il espère utiliser bientôt cette technologie en sale d’opération.

Adam Sachs
Le Dr Adam Sachs, neurochirurgien, planifie d’utiliser la réalité virtuelle dans sa chirurgie de stimulation cérébrale profonde chez les patients atteints de maladie de Parkinson.

Ce système medical de réalité virtuelle 3D a été mis au point à L’Hôpital d’Ottawa et est le premier du genre au monde à être utilisé pour la chirurgie de stimulation cérébrale profonde. Les Drs Justin Sutherland et Daniel La Russa sont des physiciens médicaux cliniciens du service de radio-oncologie de L’Hôpital d’Ottawa. Tous deux ont utilisé leur expertise en imagerie pour developer un système de réalité virtuelle qui associe les clichés IRM et tomodensitométriques d’un patient afin de créer une image 3D de l’organe ou de la partie du corps du patient pour donner aux chirurgiens une representation détaillée et precise de la zone objet de la chirurgie.

Auparavant, les patients utilisaient principalement des programmes de réalité virtuelle à des fins de réadaptation. Les patients portaient des lunettes de réalité virtuelle qui les aidaient à réapprendre à se déplacer et à s’adapter à différents environnements. Jusqu’à récemment, la technologie n’était pas assez avancée pour permettre de créer des images d’organes ou de tissus qui pouvaient être utilisées par les cliniciens de façon à améliorer les pratiques actuelles.

« Ce que nous essayons de faire dans notre laboratoire de réalité virtuelle, realizeLab, est de trouver de nouvelles façons de tirer parti de la technologie pour aider les médecins et le personnel infirmier, ou tout autre professionnel de la santé, à mieux faire ce qu’ils font. Et pour cela, il n’y a pas mieux que la visualization 3D », a déclaré le Dr Sutherland, professeur adjoint au département de radiologie de l’Université d’Ottawa. « Nous pensons que la technologie vient d’atteindre ce stade. Nous sommes maintenant à une étape où nous voulons pousser plus loin l’aventure des cliniciens comme utilisateurs. »

*En anglais seulement

“La réalité virtuelle n’est utilisée de cette façon nulle part ailleurs dans le monde.”

L’un des chirurgiens de l’hôpital d’Ottawa qui souhaitait utiliser la réalité virtuelle 3D est le Dr Sachs, qui pratique la chirurgie de la stimulation cérébrale profonde chez les personnes atteintes de la maladie de Parkinson. Au cours de cette procédure, une microélectrode, pas plus épaisse qu’un cheveu humain, est implantée dans une zone très precise du cerveau. La microelectrode enregistre ensuite l’activité de cette partie du cerveau, la stimule et atténue certains des symptômes du patient, comme les tremblements et l’akinésie ou la perte de la capacité de faire bouger ses muscles volontairement. Le système de réalité virtuelle permet de visualiser en même temps l’activité électrique, les effets de stimulation et les clichés IRM.

« En chirurgie de stimulation cérébrale profonde, la cible étant très petite et au centre du cerveau, le chirurgien se trouve confronté au problème suivant : comment visualiser le cerveau de la personne pour comprendre la zone en question et repérer l’endroit où il doit placer l’électrode », a déclaré le Dr Sachs.

Le Dr Adam Sachs, neurochirurgien, utilise les manettes de la réalité virtuelle
Le Dr Adam Sachs, neurochirurgien, utilise les manettes de la réalité virtuelle pour manipuler une image tridimensionnelle du cerveau.

Il a ajouté que les neurochirurgiens utilisaient des clichés IRM et des atlas cérébraux pour se créer une image mentale du cerveau du patient. Le problème est que ces atlas sont des cartes créées à partir du cerveau de nombreuses personnes différentes, alors que le cerveau de chaque patient est unique. De plus, les atlas cérébraux ne sont que bidimensionnels, alors que le cerveau est tridimensionnel. Il est donc difficile de placer la microelectrode à l’endroit exact du cerveau du patient, là où elle aura le plus de chances d’arrêter ou de réduire les tremblements dus à la maladie de Parkinson.

Le Dr Chadwick Boulay, chercheur principal au sein du programme de neurosciences, comprend les défis auxquels sont confrontés les neurochirurgiens lors de l’implantation d’une electrode à la position optimale dans le cerveau. Lorsqu’il a entendu parler de la technologie de réalité virtuelle 3D mise au point à L’Hôpital d’Ottawa, il a compris le potential que cette technologie offrait pour accroître la precision de la chirurgie de stimulation cérébrale profonde. Lui et le Dr Sachs ont travaillé avec les Drs Sutherland et La Russa pour élaborer un programme de réalité virtuelle qui leur permettrait de voir le cerveau du patient en trois dimensions.

« C’est vraiment passionnant. Les électrodes de stimulation cérébrale profonde seront places avec une plus grande précision, car nous pourrons intégrer des images précises de l’anatomie du patient et les visualiser en trois dimensions », a déclaré le Dr Sachs.

Il prévoit que la precision du placement de l’électrode qui en résultera améliorera les résultats pour les patients atteints de la maladie de Parkinson. Chaque année, environ 15 personnes subissent une stimulation cérébrale profonde à L’Hôpital d’Ottawa.

« Nous sommes ravis de travailler avec le laboratoire du Dr Sachs, car c’est un exemple Clinique parfait d’utilisation de la visualization 3D pour mieux comprendre un problème spatial », a déclaré le Dr Sutherland. « Dans ce cas, le fait de voir une cible pour une stimulation cérébrale profonde évite aux chirurgiens d’essayer de créer un modèle 3D dans leur tête. »

Daniel La Russa, Justin Sutherland, et Chadwick Boulay
Les Drs Daniel La Russa, Justin Sutherland et Chadwick Boulay se sont associées pour élaborer un programme de réalité virtuelle 3D pour la chirurgie de stimulation cérébrale profonde du Dr Adam Sachs.

Le Dr Sutherland prévoit que cette technologie de réalité virtuelle 3D sera un jour dans tous les départements de L’Hôpital d’Ottawa. Il dit que le système global est étonnamment peu coûteux, car l’ordinateur qui le gère et les lunettes ne coûtent que quelques milliers de dollars. Les possibilités de cette technologie sont infinies. Selon lui, elle offre un énorme potentiel en matière de formation–pour enseigner l’anatomie médicale–et de planification chirurgicale. Le Dr Sutherland considère que l’adoption de ce système par le Dr Sachs constitue un exemple eloquent de la façon don’t les médecins peuvent utiliser cette technologie pour améliorer leurs pratiques.

« La réalité virtuelle n’est utilisée de cette façon nulle part ailleurs dans le monde », a déclaré le Dr Sachs.

L’Hôpital d’Ottawa se positionne rapidement comme un chef de file en matière de technologie de réalité virtuelle 3D et a déjà attiré l’attention internationale. Les Drs Sutherland et La Russa ont fait des demonstrations et ont été invites à prendre la parole lors de grandes conferences médicales. De plus, d’autres établissements les ont contactés et ont manifesté leur intérêt quant à l’utilisation de cette technologie.


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