Conception d'un système de réalité augmentée par intégration de données CT Scan ou IRM avec des images endoscopiques pour la chirurgie endoscopique endonasale vidéo-assistée (NORA)

La littérature disponible offre de nombreux avis d'experts et de consensus soutenant l'utilité et l'acceptation de la navigation endonasale et encourageant le développement de systèmes de navigation optimisés La réalité augmentée (RA) permet au chirurgien de visualiser les informations d'imagerie préopératoire sous la forme d'une projection qui s'affiche sur l'endoscopie écran d'images. Cette application, utilisée dans d'autres domaines chirurgicaux, est prometteuse. L'équipe EnCoV du laboratoire de l'Institut Pascal a notamment développé un système AR fonctionnel innovant, en laparoscopie en chirurgie gynécologique, digestive et urologique La faisabilité en chirurgie endonasale a été confirmée sur un modèle cadavérique et son utilité clinique démontrée sur différents systèmes. Cependant, la question de la précision lors de l'étalonnage et pendant la chirurgie demeure.

Nous proposons un système de recalage de surface basé sur des reconstructions 3D du visage du patient et des images endoscopiques. Il associerait les reconstructions 3D des images du patient aux reconstructions 3D des images CT scan ou IRM. Ainsi, ce dispositif serait en mesure de fournir un grand nombre de points de référence pour une cartographie précise. Des procédés de reconnaissance tissulaire (texture, contours, etc.) permettraient d'afficher la bonne information au bon endroit.

À ce jour, il n'existe pas de tel système de navigation endonasale AR. Ainsi, les évolutions techniques développées en laparoscopie par l'équipe EnCoV seraient transposées au domaine ORL afin d'optimiser l'endoscopie endonasale.

Plan de l'étude :

Etude de faisabilité, observationnelle, transversale. Critère de faisabilité : Évaluer la faisabilité d'un dispositif basé sur la RA pour guider le geste en chirurgie endoscopique endonasale en affichant de manière fiable et précise les zones à risque et les repères chirurgicaux invisibles.

1. Elaboration d'un questionnaire pour les chirurgiens ORL AFR et SJORL afin d'évaluer leurs besoins et l'intérêt de mettre en place une telle navigation

2. Etude de la faisabilité d'intégrer, au laboratoire, des images scanner avec des images faciales et endonasales filmées au bloc opératoire, pour constituer une étude clinique qualitative.

   • Patients et acquisition de données :
   • Acquisition des données Les images seront collectées au bloc opératoire du service ORL et Chirurgie Cervico-Faciale du CHU Gabriel Montpied de Clermont-Ferrand. Elles seront obtenues à partir de vidéos de l'anatomie faciale et endonasale filmées à l'aide de l'endoscope. Toutes ces images seront anonymisées.
   • Durée d'inclusion : 12 mois (novembre 2020- octobre 2021)
   • Nombre de patients : Des étapes intermédiaires avec analyse tous les 5 patients pour les 15 premiers patients puis tous les 10 patients seront réalisées en adaptant les méthodes d'enregistrement et les algorithmes aux résultats. Ce sera un processus progressif d'ajustement et de raffinement. Les méthodes d'enregistrement des données patients au bloc opératoire vont évoluer afin d'optimiser le traitement des images. La capacité annuelle de recrutement est de 50 patients ; un nombre maximum de 30 à 40 patients est attendu.
   • Consentement écrit : recueil prospectif de la non-opposition du patient
   • Durée de la participation de chaque patient : 1 jour
   • Traitement des données : Il s'agira d'un travail collaboratif avec l'équipe EnCoV sous la responsabilité du Pr A. BARTOLI. Les images les plus pertinentes seront extraites, corrigées puis transformées en modèle 3D afin d'acquérir des données de profondeur. Les images CT scan seront également transformées en format 3D. Ces deux modèles 3D (du patient et de l'imagerie) seront fusionnés à l'aide d'un algorithme, afin de permettre le recalage de surface. Les données seront d'abord stockées sur les serveurs EnCoV.
3. Validation du système de navigation en l'expérimentant sur des modèles fantômes réalisés à partir d'impression 3D et de modèles animaux ex vivo, pour constituer une étude préclinique quantitative. Dans les procédures d'endoscopie endonasale, la validité de l'affichage de structures facilement reconnaissables sera vérifiée.