De même que les pilotes d’avion ont des simulateurs de vol, les neurochirurgiens pourraient bientôt avoir leur simulateur d’opération. Un chercheur de McGill mise sur la réalité virtuelle pour améliorer l’enseignement de cette délicate discipline.

Audrey-Maude Vézina
La Presse

« Notre objectif est d’aider les chirurgiens à faire la meilleure opération possible, en minimisant le plus possible les risques pour le patient », résume le Dr Rolando Del Maestro, directeur du Centre de simulation neurochirurgicale et d’apprentissage en intelligence artificielle établi à l’Institut et hôpital neurologiques de Montréal et rattaché à l’Université McGill.

Les interventions neurochirurgicales, comme l’ablation d’une tumeur dans le cerveau, comportent de nombreux risques. Plusieurs structures importantes et fragiles se trouvent à proximité. Reproduire l’opération avec la réalité virtuelle pourrait réduire ces risques.

Le Dr Del Maestro fait souvent le parallèle entre les neurochirurgiens et les pilotes d’avion. 

PHOTO OLIVIER JEAN, LA PRESSE

Le Dr Rolando Del Maestro, directeur du Centre de simulation neurochirurgicale et d’apprentissage en intelligence artificielle

Aucun apprenti ne va piloter un véritable avion avant de s’être exercé à maintes reprises sur un simulateur. C’est ce principe qu’on aimerait appliquer en neurochirurgie.

Le Dr Rolando Del Maestro, directeur du Centre de simulation neurochirurgicale et d’apprentissage en intelligence artificielle

Actuellement, les étudiants ne peuvent pas s’exercer en chirurgie. « On peut utiliser des cadavres, mais ce n’est pas idéal. Le corps ne saigne pas et le cerveau n’a pas la même consistance que celui d’un vrai patient. On peut aussi utiliser un modèle animal, mais la tumeur sera différente de celle de l’humain », explique le directeur.

L’apprentissage par réalité virtuelle

Le simulateur canadien NeuroVR permet à l’étudiant de s’exercer pour différents scénarios de neurochirurgie. Au-dessus de la tête d’un mannequin, l’étudiant manipule deux gros crayons servant d’instruments chirurgicaux et donnant même une rétroaction tactile. L’immersion est telle qu’on a même ajouté le bruit du moniteur cardiaque… du mannequin. L’étudiant regarde à travers une paire de lunettes de réalité virtuelle imitant un microscope de chirurgie. Le simulateur enregistre les données de l’opération comme la force appliquée avec les instruments, la portion de la tumeur retirée ou la perte de sang.

Avec toutes ces données, le simulateur pourrait cibler les éléments que l’étudiant doit améliorer. 

PHOTO OLIVIER JEAN, LA PRESSE

Le Dr Rolando Del Maestro (à gauche) espère que les étudiants pourront un jour s’exercer sur le simulateur sans avoir besoin d’un professeur pour superviser l’opération. Aussi sur la photo, le Dr Alexander Winkler-Schwartz, résident en neurochirurgie.

Les apprentis veulent recevoir le plus d’information possible pour s’améliorer. La pire chose qu’on peut leur dire après une chirurgie est : “Bon travail”, ou : “Ça ne s’est pas très bien passé.” Il n’y a aucune véritable information qui permet de s’améliorer.

Le Dr Alexander Winkler-Schwartz, résident en neurochirurgie

Le Dr Del Maestro espère qu’à l’avenir, l’étudiant pourra s’exercer sur le simulateur sans avoir besoin d’un professeur pour superviser l’opération. « Le système pourrait arrêter la simulation si l’étudiant fait trop d’erreurs ou s’il applique trop de pression », suggère-t-il.

Le simulateur pourrait aussi servir d’outil d’évaluation des compétences chirurgicales. « Quand on termine les études en neurochirurgie, il y a un examen très complet sur l’anatomie, les maladies et d’autres éléments de théorie, mais il n’y a pas d’examen pour vérifier les capacités de chirurgien », note le Dr Del Maestro

Les critères de réussite

Avant d’utiliser le simulateur comme outil d’apprentissage, l’équipe du Dr Del Maestro voulait déterminer quelles sont les qualités d’un expert en neurochirurgie. Le groupe de recherche a donc demandé à 50 participants de pratiquer une ablation de tumeur dans le cerveau sur le simulateur à cinq reprises.

La cohorte était séparée en quatre groupes selon leur expérience : les neurochirurgiens, les résidents séniors, les résidents juniors et les étudiants en médecine. Selon les données de performance sur le simulateur, l’algorithme classait les participants dans l’une des quatre catégories. Dans 90 % des cas, l’algorithme avait reconnu le niveau d’expertise correctement. L’équipe du Dr Del Maestro a publié ses résultats dans le Journal of the American Medical Association.

Notre analyse avec l’algorithme a montré que les experts avaient deux qualités. Ils opèrent de façon sécuritaire, et ils opèrent de façon efficace. Ce sont deux compétences essentielles pour les neurochirurgiens.

Le Dr Rolando Del Maestro

Leur analyse a aussi permis de dresser le portrait d’une opération réussie. « On peut voir comment l’expert pratique la chirurgie et s’en servir comme guide pour s’améliorer. »

« La communauté médicale a manifesté beaucoup d’intérêt pour notre étude parce qu’elle a un vaste champ d’application. On pourrait appliquer notre méthode à plusieurs autres situations en médecine », ajoute le Dr Alexander Winkler-Schwartz, qui fait sa résidence sous la direction du Dr Del Maestro.

L’équipe cherche maintenant à savoir si le simulateur a des répercussions tangibles dans l’apprentissage. « Pour le moment, nous n’avons pas prouvé hors de tout doute que le simulateur rendait meilleur dans la salle d’opération pour la neurochirurgie. En revanche, ça a été prouvé dans d’autres disciplines chirurgicales », précise le Dr Del Maestro.