Nous sommes allées à la rencontre du Docteur Julien Davrou, Praticien Hospitalier dans le Service de Chirurgie Maxillo-Faciale et Stomatologie du Groupe Hospitalier Pitié-Salpêtrière à Paris. Après de nombreuses années passées au CHU Amiens-Picardie, iI réalise actuellement une Thèse de doctorat en Sciences  au sein du CEA LIST, supervisée par le Professeur Bernard Devauchelle (Chef du service de Chirurgie Maxillo-Faciale du CHU Amiens-Picardie), et le Docteur Sylvain Bouchigny (Ingénieur Chercheur au CEA LIST). Ce travail s’inscrit plus largement dans le cadre du projet FIGURES (Facing Faces Institute GUiding RESearch) initié par l’Institut Faire Faces en 2007, et qui associe notamment le CHU Amiens-Picardie, SimUSanté, le CEA et l’UTC.

DESCRIPTIF DU PROJET

FIGURES vise à développer une plateforme robotisée de simulation intégrant retour haptique et environnement virtuel 3D pour améliorer l’apprentissage de gestes médico-chirurgicaux techniques spécifiques. Le retour haptique est une technologie qui vise à restituer au sein d’un environnement virtuel les sensations qu’un individu doit normalement ressentir dans l’environnement réel (tact épicritique et sensibilité proprioceptive).

Différents acteurs travaillent en collaboration sur ce projet : les équipes de l’Institut Faire Faces et du centre SimUSanté, le CEA LIST (pour Laboratoire d’Intégration de Systèmes et de Technologies) situé sur le plateau de Saclay, les sociétés Anatoscope (spécialisée dans la simulation anatomique dynamique, basée à Grenoble) et HRV (un des spécialistes de la réalité virtuelle pour des applications médicales, située à Laval). Les recherches du Docteur Julien Davrou sont appuyées par les travaux de Jingtao Chen,Post-Doctorant en interfaces haptiques et électromyographie, recruté par SimUSanté et l’Institut Faire Faces en 2017.

Les objectifs du projet FIGURES :

• Moderniser la formation initiale des étudiants en médecine et en chirurgie par la création de nouveaux outils pédagogiques,
• Enrichir la formation continue (apprentissage de nouvelles techniques et de cas complexes par des chirurgiens),
• Développer des approches pédagogiques innovantes à travers la réalité virtuelle et les interfaces haptiques,
• Evaluer la pertinence pédagogique de ces nouvelles approches et notamment de l’apport des technologies haptiques dans la formation.

CONTEXTE & ENJEUX

L’usage de simulateurs à des fins pédagogiques se développe depuis de nombreuses années, notamment dans le domaine aéronautique. Les applications dans le domaine médical et chirurgical sont en plein essor : des simulations de formation à des gestes techniques spécifiques existent notamment aux États-Unis, en Europe, en Chine et au Japon. Mais celles-ci sont généralement ciblées sur une tâche bien précise, un équipement spécifique voire unique, aux fonctionnalités propres, et sur un éventail limité de gestes.

La plateforme SKILLS, émanant du projet européen SKILLS puis reprise par le projet FIGURES, combine quant à elle plusieurs technologies différentes pour l’apprentissage d’une diversité de gestes autour de certaines articulations. Elle permet de créer de très nombreux exercices d’apprentissage différents les uns des autres car le dispositif est évolutif et ouvert (possibilité de modifier la forme des bras robotisés selon les besoins, d’associer une maquette 3D d’une articulation par exemple…), ce qui apporte une réelle valeur ajoutée par rapport aux autres dispositifs actuellement sur le marché.

LA PLATEFORME DE SIMULATION SKILLS

Quels équipements ?

• Deux bras robotisés haptiques couplés et interchangeables pour droitiers, gauchers et ambidextres, créés par le CEA LIST en partenariat avec la société Haption

• Un écran 3Dimmersif positionné entre l’opérateur et les bras robotisés, à la perpendiculaire du patient afin de reproduire l’ergonomie des interventions chirurgicales. Il est adaptable à la taille de l’opérateur, la simulation est donc située entre les yeux et les mains de l’opérateur de façon à ce que l’opérateur ne voit pas les bras robotisés mais l’écran faisant apparaitre la simulation 3D des mains de l’opérateur portant ses outils et l’articulation sur laquelle l’intervention simulée a lieu. La simulation des gestes des mains et outils est établie à partir de ceux des mains (réelles cette fois) de l’opérateur manipulant les bras robotisés.

• Des lunettes à réalité augmentée dotées de 4 capteurs qui renvoient une lumière infrarouge permettant de repérer la position de l’opérateur.

• Des objets tangibles(maquette 3D de l’articulation ou d’un mollet par exemple) sont également adaptables sur les bras robotisés pour simuler les gestes mobilisés dans le schéma moteur de la réduction de luxation.
• Plusieurs types de retour haptiquesont mis en œuvre pour simuler le ressenti des situations réelles :
• Vibration (fraisage, clivage)
• Rotation (vissage)

Quels usages ?

La plateforme de simulation est destinée à la formation d’étudiants à des gestes spécifiques :

• De l’examen clinique (recherche d’une rupture des ligaments croisés, électromyographie)
• De situations chirurgicales (perçage de l’os, fraisage, clivage, vissage)
• De gestes thérapeutiques (réduction d’une luxation)

Elle permet un meilleur apprentissage aux étudiants, qui ont des sensations réelles proches de celles qu’ils ressentiront lors d’un acte clinique. La transmission du savoir des professionnels de santé et l’acquisition des schémas moteurs à l’œuvre dans ces gestuelles complexes nécessite d’appréhender, de ressentir. L’apprentissage du ressenti ne peut s’acquérir en situation pathologique réelle dans le cadre des formations actuelles.

L’AVANCEMENT DU PROJET

La programmation des bras robotisés est actuellement en cours avec l’aide de la société HRV, de même que l’intégration logicielle dans la plateforme par le CEA LIST.

Ces exercices vont être prochainement testés et évalués par des étudiants pour valider scientifiquement la plus-value pédagogique potentielle : entre des étudiants ayant suivi une formation utilisant la plateforme versus une formation classique (quels résultats sur l’acquisition des schémas moteurs par les étudiants ? quels autres aspects apportés ?)

Objectifs :

• À très court terme : former les premiers étudiants Amiénois via la plateforme SKILLS dès la rentrée universitaire 2019
• À moyen terme : recours à la plateforme SKILLS dans le cadre de formations initiales et continues d’envergure nationale puis internationale

L’an passé, Amiens Cluster s’est attelé, à la demande d’Amiens Métropole et du CHU Amiens-Picardie, à la construction du plan d’affaires de l’Institut Faire Faces.  Veille technologique et marché, benchmark visant à positionner l’Institut parmi ses concurrents, identification d’entreprises susceptibles de soutenir l’Institut, évaluation et construction d’hypothèses financières, présentation du projet aux partenaires de l’association, sont autant d’actions déterminantes qui ont convaincu la Région Hauts-de-France de suivre la proposition d’Amiens Cluster : soutenir, dès aujourd’hui, et hors-les-murs, l’Institut Faire Faces dans la structuration de ses partenariats par le financement du recrutement d’une équipe dédiée.

Affaire à suivre…