Depuis janvier 2022, plusieurs systèmes ont été installés au CHL pour permettre la digitalisation du bloc opératoire neurochirurgical. Le cœur de ces installations est le renouvellement du système de Neuronavigation, de planification et d’acquisition d’images per-opératoires. Celui-ci est reconnu aujourd’hui comme étant l’un des systèmes les plus modernes sur le marché en matière de neuronavigation crânienne et vertébrale.
Quels avantages cliniques ?
La navigation en neurochirurgie crânienne et vertébrale est utilisée en général dans les cas suivants :
- opération des tumeurs cérébrales,
- interventions stéréotaxiques (telle que la stimulation cérébrale profonde),
- méthodes de fixation par vis pour la stabilisation de la colonne vertébrale.
Dr Frank Hertel, médecin neurochirurgien au CHL : « A l’aide de ce nouveau système de navigation, nous pouvons par exemple visualiser des représentations des faisceaux de fibres du cerveau, et les intégrer dans la planification des opérations neurochirurgicales. Le système permet d’obtenir, en utilisant à la fois l’oculaire du microscope et des lunettes de réalité augmentée, une représentation des structures anatomiques du patient en 3 dimensions (3D). Ceci permet au neurochirurgien de visualiser en temps réel les structures anatomiques du patient pendant l’opération. Un tel système peut être utilisé entre autres pour la chirurgie, mais également pour l’éducation du patient et à des fins d’apprentissages (enseignement aux élèves…).»
Quels sont les dispositifs médicaux concernés ?
Dans le cadre de ce renouvellement du système de neuro-navigation, le CHL a également acquis un système de stimulation magnétique transcrânienne (ou TMS) neuronavigué. Cet appareil TMS permet de stimuler des zones ciblées du cerveau par l’envoi de champs électromagnétiques sur le crâne, dans le but d’identifier avec précision des points fonctionnels pertinents dans le cerveau, avant même de planifier une intervention chirurgicale. Ces données peuvent ensuite être importées dans le dossier IRM individuel du patient et transférées vers le système de navigation dans le bloc opératoire pour l’opération. La combinaison de ces données avec une surveillance par neuromonitoring peropératoire, s’utilise, par exemple, dans le cadre d’opérations pratiquées sur des tumeurs cérébrales. Au moyen de l’appareil TMS, le neurochirurgien travaille sur des zones pertinentes du cerveau (centre de la parole, centre du mouvement, mémoire…), en collaboration étroite avec les kinésithérapeutes et les orthophonistes du Service de neurochirurgie.
Le système de stimulation magnétique transcrânienne peut également être utilisé comme approche thérapeutique chez des patients paralysés, ou encore chez des patients présentant des mouvements anormaux (maladie de Parkinson), une anorexie, une maladie psychiatrique, des douleurs chroniques. Cet outil de stimulation cérébrale profonde fait aussi partie des systèmes de neuronavigation les plus modernes au monde.
Autre innovation importante : l’introduction d’un microscope chirurgical et d’un exoscope au bloc opératoire. Dr Hertel : « L’exoscope est un système optique spécial, qui permet aux neurochirurgiens d’avoir une meilleure visualisation du site opératoire, améliorant ainsi la précision et la qualité des interventions chirurgicales. Le site opératoire est visible sur un grand écran sous forme tridimensionnelle pour les opérateurs, assistants et instrumentistes. »
En outre, le bloc opératoire s’est doté d’un système endoscopique supplémentaire pour la chirurgie endoscopique de la colonne vertébrale (entre autres pour la correction des hernies discales et des sténoses du canal rachidien). Cette technique peu invasive sert également à minimiser les traumatismes opératoires. Certaines opérations des disques intervertébraux peuvent en effet être pratiquées avec des incisions cutanées de quelques millimètres seulement.
Utilisation de l’Intelligence Artificielle pour la recherche clinique ?
Deux projets de recherche majeurs menés par le service National de neurochirurgie montrent à quel point la numérisation est en train de transformer la manière dont le travail clinique peut être intégré aux activités de recherche. Par exemple, des analyses optiques de tissus tumoraux sont déjà réalisées depuis plusieurs années au bloc opératoire dans le cadre d’un projet de recherche. Les résultats montrent qu’avec ces méthodes spectroscopiques, des conclusions importantes peuvent être tirées sur la nature de la tumeur individuelle et sa composition biochimique.
Grâce aux algorithmes d’Intelligence Artificielle développés au sein du groupe de recherche (INS-Interventional NeuroScience group : groupe de NeuroSciences Interventionnelles) situé au CHL entre le Service de neurochirurgie et le LCSB de l’Université du Luxembourg, ces résultats peuvent être utilisés pour différencier clairement les tumeurs peropératoires et, si nécessaire pouvoir pratiquer une résection radicale. Les données ainsi obtenues sont reliées aux données d’imagerie médicale et aux données cliniques des patients via une plateforme informatique spécialement installée. Un profil de maladie individuel est ainsi obtenu pour tous les patients et ceux-ci peuvent être traités plus spécifiquement, dans une approche centrée sur la médecine personnalisée.
L’installation de la plateforme de données sert également de cœur de connexion entre l’activité clinique et la recherche à l’université.Grâce à cette plateforme, les données personnelles des patients (anonymisation ou pseudonymisation des données) peuvent être automatiquement exploitées à des fins de recherche scientifique.
Le LOOP-X : Scanner Cone Beam CT peropératoire robotisé mobile en complément de la neuronavigation
Dans le cadre de la neuronavigation, un nouvel appareil d’acquisition d’images Cone Beam 2D/3D (LOOP-X) a également été installé au bloc opératoire pour réaliser des examens de type tomographique sur table d’opération. Cet appareil est utilisé notamment pour la chirurgie de la colonne vertébrale. Il permet de vérifier la qualité et le positionnement des implants en peropératoire. L’imagerie Cone Beam 3D permet également d’améliorer la qualité de la planification préopératoire et de la réalisation de l’intervention chirurgicale, et diminue considérablement la dose de rayons X délivrée au patient par rapport à la procédure conventionnelle, par exemple pour l’implantation de vis et d’implants similaires dans la région de la colonne vertébrale.
Ce nouvel appareil de radiographie 3D peut également être utilisé pour remplacer un examen CT peropératoire lors de la planification d’opérations de stimulation cérébrale profonde (pratiquées par exemple, chez les patients atteints de la maladie de Parkinson, de troubles psychiatriques, de troubles du mouvement, etc). Ainsi, une opération dite stéréotaxique peut être entièrement réalisée au bloc opératoire, le patient ne devant plus être transféré au service de radiologie pour une tomodensitométrie. Dans le cadre d’une stimulation cérébrale profonde pour le traitement de la maladie de Parkinson, ce système a été utilisé à cet effet avec succès pour la première fois au monde, au CHL en 2022. Entretemps, 4 patients ont bénéficié de cette technique unique au monde au CHL.
Dr Hertel : « Toujours dans le cadre de ces interventions neurochirurgicales fonctionnelles, le renouvellement du système de neuronavigation rend possible, d’une part, une planification chirurgicale plus individualisée (représentation des faisceaux de fibres dans le cerveau). D’autre part, l’intégration de la recherche et de la pratique clinique s’applique également ici. Un autre projet de recherche mis en place depuis un certain temps au sein du Service National avec le groupe INS implique l’utilisation de capteurs numériques (par exemple des semelles de chaussures ou des mini-capteurs dans la zone du poignet) pour l’analyse des processus de mouvement. Des algorithmes issus du domaine de l’intelligence artificielle ont également été développés au sein du groupe, afin d’utiliser ces capteurs comme outil de diagnostic pour l’analyse des troubles du mouvement et de la marche. D’autre part, ces systèmes peuvent également être utilisés pour programmer des neurostimulateurs implantés de manière semi-automatisée, afin de délivrer une stimulation électrique de façon plus précise. »
Une transformation digitale complète au service de la neurochirurgie
Globalement, le renouvellement des équipements neurochirurgicaux du Service National de Neurochirurgie relève de la transformation numérique de la médecine, au service d’une prise en charge plus efficace et moins invasive, car personnalisée du patient. Ces équipements jettent également les bases d’une intégration plus poussée de la clinique, de la recherche et de l’éducation, et par conséquent, permettront de proposer à l’avenir dans notre pays un traitement de haute qualité et à la pointe de la technologie aux patients atteints de maladies neurochirurgicales.
À venir : le bras robotisé CIRQ qui sera connecté aux Neuronavigation et au Loop-X afin de guider avec précision les chirurgiens lors des biopsies crâniennes ou pour implanter les vis lors des chirurgies du rachis.
Un financement et des experts au service de l’innovation
Cette innovation technologique s’inscrit dans la planification des équipements nationaux du Service national de neurochirurgie financé par le ministère de la Santé. La collaboration interservices entre le département de neurochirurgie, le bloc opératoire, la cellule d’ingénierie biomédicale, la pharmacie et les fournisseurs a permis une gestion performante de ce projet.
Plus d'informations sur le service national de Neurochirurgie du CHL ici.