Les GMCAO , une méthodologie en voie de démocratisation « Quand j’ai initié le concept de GMCAO en 1984, la robotique était encore étrangère au milieu médical, explique Philippe Cinquin. L’innovation, développée avec mes collègues Jocelyne Troccaz et Stéphane Lavallée, consistait à proposer une méthodologie générique pour extraire automatiquement des images médicales des informations afin de planifier des gestes diagnostiques ou thérapeutiques précis et peu invasifs, et de concevoir des systèmes pour guider la réalisation du geste avec une précision submillimétrique. » Un partenariat étroit avec médecins et industriels a permis la réalisation de nombreuses premières médico-chirurgicales, dont : • en neurochirurgie dès 1989, le placement par voie mini-invasive robotisée d’instruments en structures cérébrales profondes ; • en chirurgie de la colonne vertébrale, l’insertion de vis dans les pédicules de vertèbres en 1995 ; • en orthopédie, le placement de prothèses totales du genou en 1997 ; • en radiothérapie conformative, l’élaboration de méthodes d’optimisation de la dose radioactive par rapport à la forme de l’organe-cible ; • en chirurgie endoscopique en 2007, la mise au point d’un robot pour tenir l’endoscope. Je ne soupçonnais pas tant de complexité, de richesse, de bizarrerie au sein des corps humains ! Une technologie au service de l’home À la faveur d’une opération ministérielle de soutien à l’application de l’informatique à la médecine dans cinq centres pilotes en France, Philippe Cinquin démontre à Grenoble qu’au-delà de l’aide au diagnostic, l’imagerie peut assister de façon décisive des procédures thérapeutiques, telles que la ponction de disques inter- vertébraux. Il pressent alors que l’analyse d’images fait partie d’un champ pluridisciplinaire plus vaste : les gestes médico-chirurgicaux assistés par ordinateur (GMCAO). Nommé professeur en informatique médicale à l’université Joseph Fourier de Grenoble en 1989, Philippe Cinquin met au point la méthodologie des GMCAO avec la contribution déterminante de Jocelyne Troccaz et Stéphane Lavallée. Cette découverte ouvre alors de nouveaux défis, de la conception de nouveaux capteurs biomédicaux à leur calibrage, de la segmentation d’images à leur mise en correspondance en passant par la modélisation biomécanique et la robotique. Après une première application en neurochirurgie stéréotaxique, la méthodologie générique a pu être déclinée progressivement en chirurgie de la colonne vertébrale (1995), en orthopédie (1997), en urologie, en radiothérapie, et en chirurgie endoscopique (2007). « Grâce aux GMCAO, les vis et prothèses du genou mal positionnées sont passées d’environ 20 % à environ 5 % ! » se réjouit Philippe Cinquin. Si plusieurs dizaines de milliers de patients ont déjà pu bénéficier de ces applications, c’est encore trop peu selon leur initiateur dont le but est de « démocratiser les GMCAO avec des solutions légères Validation d’un dispositif de sonarthroscopie naviguée et robotisée2 permettant de détecter les défauts du cartilage du genou à un stade précoce. © CNRS Photothèque / Céline Anaya Gautier et économiques ». Il s’agit également de « les améliorer encore pour permettre au médecin de voir au-delà du visible afin de personnaliser la planification d’un geste dont la qualité doit pouvoir être garantie ». Pour atteindre cet objectif généreux, Philippe Cinquin mise sur une approche intégrée, alliant recherche fondamentale, exploitation industrielle et formation. Il explore également de nouvelles pistes en se consacrant depuis dix ans à la micro-nano-robotique médicale. Son rêve : concevoir grâce à elle des robots biomimétiques implantables capables de suppléer la défaillance d’organes, tel ce sphincter artificiel urinaire alimenté par une « biopile à glucose » qui pourrait prochainement être inauguré à Grenoble. Aurélie Sobocinski 1 Partenariat entre le TIMC-IMAG, le Département de chimie moléculaire (CNRS/Université Joseph Fourier) et le Laboratoire de génie des procédés papetiers (CNRS/G-INP/Université Joseph Fourier/Association de gestion École française de papeterie). Projets « Programme interdisciplinaire Énergie » du CNRS, Mediator-less Glucose BioFuel Cells (ANR Émergence) et Implanted BioFuel Cells (Investissements d’avenir, programme Nanobiotechnologie) 2 Projet ANR Technologies de la santé MITICAO (Mesures et interventions pour une thérapeutique innovante du cartilage assistée par ordinateur) et Laboratoire d’excellence CAMI (Computer Assisted Medical Interventions) Laboratoire Techniques de l’ingénierie médicale et de la complexité - Informatique, mathématiques et applications de Grenoble (TIMC-IMAG), CNRS/Université Joseph Fourier, Grenoble www-timc.imag.fr/
innovation-2013
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