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Echographie en réalité augmentée : mettre l'accent sur les patients

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Entretien avec Matthias Noll, chef adjoint du Centre de compétences en technologies de santé visuelle, Institut Fraunhofer de recherche en infographie IGD

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Voici comment fonctionne une échographie classique : les patients s'allongent sur une table à côté de l'appareil à ultrasons. Le médecin utilise une sonde pour scanner la partie du corps en question, tout en regardant les images sur un moniteur. En d'autres termes, le médecin se concentre soit sur sa main sur le patient, soit sur le moniteur. L'IGD Fraunhofer veut changer ce procédé dans le cadre du projet "sonAR".

Dans cette interview accordée à MEDICA-tradefair.com, Matthias Noll parle du système qui combine l'échographie et la réalité augmentée, décrit le potentiel de la RA et de la RV et révèle pourquoi certaines personnes ont encore tendance à hésiter à utiliser les nouvelles technologies.

M. Noll, quel est l'objectif du projet "sonAR" ?

Matthias Noll : Notre objectif est d'utiliser la RA pour afficher des images ultrasonores directement dans le champ de vision du médecin. Cela signifie que l'échographie ou le sonogramme est superposé directement sur le patient, ce qui élimine la nécessité d'utiliser un moniteur. Essentiellement, ce procédé permet au médecin d'avoir un regard virtuel sur le patient. Il n'a plus besoin d'identifier les structures anatomiques et les angles sous lesquels elles sont représentées. Cela rend également superflues les compétences en matière de coordination œil-main, dont les médecins ont généralement besoin pour effectuer des scanners pratiques tout en regardant un moniteur.

Le système de RA est-il limité à des applications spécifiques ?

Noll : Pas vraiment. Cette technologie peut être appliquée partout où l'on pratique des ultrasons. Cependant, nous nous concentrons principalement sur les biopsies à l'aiguille guidées par ultrasons. Le système AR permet aux médecins de faire une biopsie en affichant et en visant la zone cible. Nous sommes également intéressés par l'utilisation de cette technologie dans l'imagerie peropératoire. La visualisation AR pourrait être très efficace pour les applications qui doivent inclure des structures externes dans le processus de planification.

De quoi avez-vous besoin pour utiliser l'application ?

Noll : Vous avez besoin d'un appareil à ultrasons conventionnel, d'un casque AR et d'un PC/ordinateur pour effectuer les calculs nécessaires via notre logiciel. Chaque appareil à ultrasons est généralement doté d'une unité centrale, mais vous devez avoir accès au système. Vous pouvez également utiliser un PC séparé pour alimenter directement le casque AR en données.

L'un des éléments les plus importants dans ce cadre est le système de suivi, qui calcule la position de la sonde à ultrasons par rapport au casque. Ceci est essentiel pour faciliter la représentation topographique des images ultrasonores sur la sonde ultrasonore et ainsi assurer la position et l'orientation spatiales par rapport au champ de vision de l'utilisateur. Si nous ne prenions pas cette mesure, le plan des ultrasons se retrouverait quelque part dans l'espace sans corrélation avec la sonde à ultrasons. Nous avons choisi pour nos besoins une sonde ultrasonore optique externe/un système de suivi de lunettes AR. Ce dispositif utilise deux caméras pour déterminer la position du casque AR porté par l'utilisateur et la position de la sonde à ultrasons réfléchie par des marqueurs de suivi.

Quel est le statut actuel du projet ?

Noll : Pour l'instant, le système est un modèle de démonstration que nous espérons pouvoir utiliser dans un laboratoire de démonstration de bloc opératoire plus tard dans l'année. La prochaine étape consiste à trouver le bon partenaire technologique pour nous aider à faire progresser cette technologie ou à la mettre sur le marché. Pour que cela devienne réalité, il faudrait que des parties du système soient intégrées ou connectées à un appareil à ultrasons.

Quel est le potentiel caché du système de RA et quels sont les développements futurs possibles ?

Noll : Une application envisageable serait d'utiliser l'intelligence artificielle pour détecter automatiquement les anomalies physiques dans l'image ultrasonore. Celles-ci pourraient être affichées en direct sous forme de contenu virtuel dans le casque du médecin et indiquées par une bordure ou des flèches par exemple. Une autre idée consiste à superposer des informations utiles en temps réel pour l'utilisateur, notamment la taille ou le volume de l'anomalie. Je pourrais également envisager une segmentation automatisée de structures spécifiques pendant le balayage, qui est ensuite affichée sous forme de modèle 3D fixe dans l'espace de présentation. Vous pourriez également utiliser cette méthode pour créer un modèle de surface 3D d'un organe par exemple. Cette technologie crée de nombreuses possibilités et offre de nombreux scénarios imaginables et des options de développement ultérieur.

Quel sera le rôle de la technologie de la RA et de la RV dans l'avenir de la médecine ?

Noll : La RV est particulièrement utile lorsque vous souhaitez présenter des objets dans un environnement virtuel. Cela pourrait faire partie de la formation à la chirurgie en réalité virtuelle, permettant aux chirurgiens de s'entraîner pour une opération réelle à une date ultérieure en utilisant du contenu virtuel. La RV a un sens partout où le contenu virtuel est censé enrichir la réalité. Une autre application possible de la RA est l'indication de ganglions lymphatiques marqués, comme cela a été fait dans le cadre de notre projet 3DArile. En utilisant la technologie AR et des colorants fluorescents, le système visualise l'emplacement des ganglions lymphatiques ciblés. Le médecin est capable de suivre visuellement le processus, ce qui permet de pratiquer une biopsie et une ablation des ganglions lymphatiques ciblés.

Je pense que la RA et la RV seront une partie importante de la salle d'opération à l'avenir. Il va sans dire que cela dépend de la volonté des médecins d'utiliser ces technologies. C'est pourquoi les obstacles initiaux doivent être réduits au minimum et les compétences technologiques préalables doivent être faciles à acquérir. Même s'il existe souvent une volonté d'essayer quelque chose de nouveau, l'expérience a montré que les gens finissent par choisir une technologie qui a résisté à l'épreuve du temps ou qu'ils connaissent dans leur routine quotidienne.

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