Environnement thérapeutique virtuel - © PIVVIT / Olivier Martin - GIPSA-lab
Environnement thérapeutique virtuel - © PIVVIT / Olivier Martin - GIPSA-lab
Sciences et technologies
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Déjà utilisée depuis une vingtaine d’années en neurochirurgie avec l’ajout d’informations dans les binoculaires des microscopes opératoires pour guider les gestes du médecin, la réalité augmentée a fait ses preuves dans le domaine de la chirurgie.

"La valeur ajoutée pour le médecin est importante si vous arrivez à superposer les données précisément là où il en a besoin" précise Jocelyne Troccaz, chercheure CNRS au laboratoire des Techniques de l’ingénierie médicale et de la complexité de Grenoble (TIMC-IMAG). Il est donc intéressant de coupler la réalité augmentée à la chirurgie endoscopique. "La caméra de l’endoscope capte en continu des images de la scène opératoire. En théorie, il suffit donc d’ajouter l’information par superposition. Mais localiser, analyser, modéliser et superposer, c’est déjà compliqué. Là, il faut en plus le faire en temps réel. On n’en est pas encore tout à fait capable." 

Car en effet, ce recalage dynamique du modèle numérique prenant en compte non seulement l’anatomie du patient mais aussi les modifications lors de l’intervention (respiration, déformation des tissus au passage des outils chirurgicaux, etc.) est absolument crucial. De nombreux gestes chirurgicaux pourraient bénéficier de cette technique. "Nous essayons de l’appliquer à la chirurgie de la prostate. Pour éviter les effets secondaires, il faut faire attention aux bandelettes vasculo-nerveuses et aux sphincters, qu’il faut donc pouvoir localiser. Ces structures ne sont pas visibles par l’endoscope à travers les tissus. Alors, on capte des images échographiques, et en temps réel, on essaie de superposer les informations récupérées" explique Jocelyne Troccaz. "On y est presque car la technologie, les capteurs sont au point et les moyens de calcul ne sont plus un obstacle."

Les environnements virtuels thérapeutiques

La réalité virtuelle est capable de nous immerger dans des univers réels ou imaginaires voire totalement abstraits, mais parfaitement contrôlés. Une caractéristique qui donne naissance à de prometteuses applications à visée thérapeutique puisque ces environnements s’avèrent particulièrement efficaces pour le traitement des phobies, mais aussi des stress post-traumatiques ou des troubles moteurs.

Avec le projet PIVVIT (Plateforme d’immersion visuelle virtuelle interactive et thérapeutique), Jean-Dominique Gascuel, chercheur CNRS à Inria Grenoble Rhône-Alpes, Sébastien Schmerber, chirurgien ORL au CHU Grenoble Alpes et Olivier Martin, maître de conférences UGA, chercheur au GIPSA-lab et coordonnateur du projet, ont montré l’intérêt des environnements virtuels de stimulation sensorielle pour la rééducation, notamment dans le cas de lésions du système vestibulaires à l'origine de troubles de l’équilibre."Grâce à la réalité virtuelle, on peut immerger le patient dans un flux visuel contrôlé afin de stimuler les interactions sensorimotrices pour que son cerveau réapprenne par plasticité cérébrale à contrôler l’équilibre en ne s’appuyant plus uniquement sur la vision dont il était devenu dépendant" explique Olivier Martin.

Placé debout face à un écran géant qui sature leur champ visuel (voir photo), les patients sont soumis pendant une trentaine de minutes à des flux 3D de formes se déplaçant dans différentes directions, à des vitesses de plus en plus rapides. "Au début, les patients perdent leur équilibre" raconte le chercheur. "Le flux d’images leur donne une sensation de déséquilibre qu’ils essaient de compenser afin de ne pas tomber. Au fil des séances d'immersion, ils apprennent à se détacher de cette "béquille visuelle" devenue moins fiable d’un point de vue fonctionnel. Les mesures biométriques d'équilibre indiquent que les patients deviennent alors de plus en plus stables, ce qui démontre que leur cerveau réapprend progressivement à ne plus faire confiance uniquement à l’image,en atténuant l'impact de l'information visuelle de mouvement tout en en réintégrant les informations proprioceptives et vestibulaires persistantes pour retrouver l’équilibre." Avec ce traitement par la réalité virtuelle, le chercheur observe une amélioration durable sur plusieurs mois pour 80% des patients. Mais "c’est un traitement qui provoque inconforts et nausées parfois mal supportés par les patients, même s’il prouve que le "reconditionnement sensoriel" par immersion visuelle virtuelle est efficace pour réduire les déficits d’équilibre d’origine vestibulaire" conclut-il.

 

Publié le 13 septembre 2018
Mis à jour le 14 septembre 2018

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