fr.wedoany.com Rapport : Une équipe collaborative française a développé Otosurg, un simulateur de chirurgie de l’oreille imprimé en 3D multimatériaux, spécialement conçu pour la formation chirurgicale aux interventions par voie transcanalaire. Ce dispositif allie réalisme clinique, personnalisation anatomique et évaluation validée des compétences.
Le projet a été mené par Mael Duportal, ingénieur en fabrication additive et CAO chez M3DPrint, Juliette Prebot, ingénieure principale de recherche et développement chez PRIM3D de l’AP-HP (Assistance Publique – Hôpitaux de Paris), et le Dr François Simon, chirurgien ORL consultant à l’AP-HP et professeur à l’Université Paris Cité. L’objectif était de résoudre le problème clinique suivant : comment former les chirurgiens à des interventions qu’ils n’ont jamais pratiquées sans exposer les patients à des risques.
Les outils de formation chirurgicale traditionnels présentent chacun des limites : les cadavres humains sont soumis à des contraintes éthiques et ne permettent pas de reproduire les pathologies, les modèles animaux diffèrent anatomiquement des humains, la réalité virtuelle manque de retour haptique crédible, et les simulateurs standardisés ne s’adaptent ni aux maladies spécifiques ni aux besoins d’apprentissage personnalisés. Simon souligne que la formation chirurgicale n’est pas un seuil unique à franchir, mais une série de « premières fois » : la première fois que l’on réalise une intervention, la première fois sans la présence d’un mentor, la première fois face à une complication. Otosurg comble cette lacune en utilisant un endoscope inséré directement dans le conduit auditif, sans incision derrière l’oreille. Le passage de la microscopie à l’endoscopie représente un ensemble de compétences entièrement nouvelles.
Otosurg sert deux groupes d’utilisateurs : les internes découvrant la chirurgie otologique et les chirurgiens expérimentés, forts de plusieurs décennies de pratique, qui doivent se reconvertir de la microscopie à l’endoscopie. Simon explique qu’un stagiaire peut réaliser au moins six à huit interventions par jour, ce qui est impossible sur des modèles cadavériques. La logique est progressive : une première journée entière sur le simulateur pour traiter différentes pathologies et variantes de maladies, suivie d’une journée de pratique sur cadavre.
Prebot décrit le processus de développement comme méthodique et itératif. La phase de conception a utilisé des outils open source : 3D Slicer pour segmenter les données de scanner en structures anatomiques, et Blender pour adapter ces structures aux contraintes de fabrication. Les osselets, extrêmement petits en réalité, ont dû être légèrement agrandis pour être imprimables. Le modèle a été conçu comme un système modulaire : une base réutilisable et des cartouches interchangeables, ayant subi au moins cinq itérations de conception complètes avant d’atteindre la version validée, pour un développement total d’environ un an. Le modèle final utilise la technologie d’impression PolyJet de Stratasys dans les zones anatomiques critiques, permettant de combiner plusieurs matériaux en une seule construction pour reproduire les tissus durs et mous. Le simulateur permet également d’ajouter du sang pour un effet dramatique, de modifier les textures, d’introduire des adhérences tissulaires et de recréer la complexité visuelle d’un champ opératoire hémorragique. Les cartouches peuvent être imprimées avec des structures anatomiques de couleurs non physiologiques pour guider les débutants, ou avec des éléments spécifiques comme le tympan retirés pour isoler une étape particulière de l’intervention et concentrer l’entraînement.
L’équipe a mené une étude de validation formelle avec un groupe d’experts et d’étudiants, dont les résultats ont été publiés dans la revue à comité de lecture Otology & Neurotology. Le cadre de formation établi autour d’Otosurg intègre l’Objective Structured Assessment of Technical Skills (OSATS), un outil validé d’évaluation progressive des compétences chirurgicales. Le simulateur fait actuellement partie d’un programme de formation mixte développé en collaboration avec l’Université de Toronto, et est distribué commercialement par M3DPrint en Europe, au Canada et aux États-Unis. Le modèle est continuellement optimisé en fonction des retours d’utilisateurs, chirurgiens et institutions.
Interrogée sur ce qu’elle souhaiterait voir de la part des fournisseurs de technologies, l’équipe de M3DPrint soulève des questions d’ouverture. Les systèmes haut de gamme actuels comme PolyJet sont pour la plupart des écosystèmes fermés – logiciels propriétaires, matériaux propriétaires – ce qui limite la gamme de simulations tissulaires possibles. Duportal cite la fonctionnalité Digital Anatomy Processor comme un pas dans la bonne direction, permettant de personnaliser les mélanges de matériaux, mais appelle à une plus grande liberté pour les plateformes logicielles afin de concevoir au-delà des paramètres prédéfinis. L’écart de coût entre les technologies accessibles comme le FDM et les systèmes multimatériaux haute fidélité reste un obstacle. L’équipe estime que le matériel nécessaire à la production de simulateurs chirurgicaux cliniquement significatifs existe déjà, les facteurs limitants étant la flexibilité logicielle, l’ouverture des matériaux et le partenariat continu entre cliniciens et ingénieurs nécessaire pour transformer les données anatomiques en outils de formation. Les orientations futures du projet incluent un catalogue personnalisable permettant aux institutions de commander des cartouches pour des pathologies ou des objectifs de formation spécifiques, ainsi que l’extension de cette approche multimatériaux et cliniquement validée à d’autres spécialités chirurgicales.
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