23.10.2007 – 08:05

Schweizerischer Nationalfonds / Fonds national suisse

FNS: Image du mois octobre 2007: Des chercheurs bernois développent des modèles statistiques au profit de l'imagerie médicale

Bern (ots)

- Indication: Des images peuvent être téléchargées sous:
     http://www.presseportal.ch/fr/pm/100002863 -

Optimisation des interventions chirurgicales grâce à la 
connaissance du squelette moyen

En orthopédie, la qualité des interventions chirurgicales dépend 
en grande partie de la précision avec laquelle la forme et la 
position des os endommagés peuvent être scannées. Des chercheurs de 
l'Université de Berne misent à présent sur des modèles statistiques 
pour déterminer le squelette moyen de groupes de personnes définis. 
Cette nouvelle méthode, développée dans le cadre du Pôle de recherche
national Co-Me, pourrait limiter l'exposition aux rayonnements et 
diminuer les coûts de nombreuses opérations.

Avec l'apparition récente de la chirurgie endoscopique assistée 
par ordinateur, les opérations de l'appareil locomoteur humain ont 
gagné en précision. L'imagerie tridimensionnelle permet 
l'implantation mini-invasive de broches ou de plaques sur les os, 
ainsi que d'implants et de prothèses. Cela a pour effet de ménager 
les patients. Cette chirurgie «par le trou de la serrure» permet 
d'éviter les incisions importantes. La durée du rétablissement s'en 
trouve réduite et les opérations de révision sont plus rarement 
nécessaires. Ces deux facteurs contribuent à réduire les coûts de la 
santé.

Mais l'imagerie et la navigation assistée par ordinateur dans les 
blocs opératoires sont des procédés techniquement complexes et 
onéreux. Seules les cliniques ultramodernes y ont actuellement 
recours. De plus, les scans tridimensionnels qui accompagnent les 
opérations, comme la tomographie assistée par ordinateur, entraînent 
une exposition non négligeable à un rayonnement et un surcoût 
considérable. C'est sur cette problématique que  se penche un groupe 
de chercheurs de l'Institut de technologie chirurgicale et de 
biomécanique, au centre de recherche MEM de l'Université de Berne. 
Dans le cadre du Pôle de recherche national Co-Me et sous la 
direction du Dr Miguel Gonzalez Ballester, cette équipe applique des 
méthodes statistiques et de modélisation pour fournir aux chirurgiens
des informations précises sur les formes du squelette des patients, 
sans que cela ne nécessite de grands investissements techniques.

Calculer les caractéristiques du squelette moyen
Sur la base d'une vaste collection de radiographies ainsi que 
d'autres procédés d'imagerie médicale, les chercheurs ont déterminé 
des formes osseuses moyennes correspondant à des groupes de personnes
définis. Ce calcul statistique des caractéristiques du squelette se 
vérifie le mieux au sein d'ethnies; de fait, différents groupes 
ethniques (p. ex. les personnes d'origine est-asiatique ou encore les
caucasiens) présentent des différences de stature, de forme et 
d'épaisseur de l'ossature. Le résultat des évaluations fournit non 
seulement des informations sur un squelette moyen, mais aussi et 
surtout de précieux renseignements sur les variations anatomiques 
typiques que les chirurgiens rencontrent dans leur travail opératoire
quotidien.

A l'aide de scans en deux dimensions, des calculs statistiques 
permettent désormais de prévoir une forme osseuse en trois dimensions
avec une précision suffisante. «Dans la pratique actuelle, avant de 
procéder à une intervention chirurgicale, on établit des modèles en 
trois dimensions de l'anatomie humaine au moyen de tomographies 
assistées par ordinateur, qui exposent le patient à un rayonnement 
nocif, ou encore d'imagerie par résonance magnétique onéreuse», 
explique Miguel Gonzalez Ballester. «Notre approche doit permettre 
aux médecins de connaître la forme et la position d'un os devant 
subir une opération sur la base d'une simple radiographie 
bidimensionnelle, voire même à l'aide d'échographies.»

Cette nouvelle approche pourrait tout d'abord trouver une 
application dans les opérations mini-invasives, pour mettre en place 
des prothèses de la hanche, ainsi que dans la chirurgie du rachis. 
Les prévisions tridimensionnelles suffisamment précises concernant la
forme de l'os, obtenues à partir de simples radiographies, permettent
aux médecins de pratiquer, même dans des hôpitaux modestement 
équipés, des interventions chirurgicales dites «par le trou de la 
serrure».

Des implants mieux adaptés
Les chercheurs du centre de recherche MEM voient dans la mise au 
point, l'évaluation et l'optimisation futures des implants un autre 
domaine d'application de cet «homme statistique». Jusqu'à présent, 
les implants orthopédiques sont en grande partie mis au point sur la 
base de l'expérience et des techniques d'ingénierie ainsi que sur un 
savoir-faire médical spécialisé. Dans des études précliniques, on les
adapte manuellement sur des os de cadavres. En revanche, des modèles 
obtenus par calcul statistique, qui comprennent aussi des données 
relatives à la densité de l'os, permettent de modéliser les 
propriétés mécaniques des nouveaux implants, ainsi que d'autres 
paramètres importants comme la position, la longueur et l'orientation
idéales des vis de fixation. La prochaine étape pourrait même avoir 
pour objet des implants adaptés à l'anatomie individuelle des 
patients.

Le texte et l'image de cette information peuvent être téléchargés 
sur le site web du Fonds national suisse: http://www.snf.ch > F > 
Médias > Image du mois

Contact:

Dr Miguel Angel Gonzalez Ballester
MEM Forschungszentrum
Institut für Chirurgische Technologie und Biomechanik
Université de Berne
Stauffacherstrasse 78
CH-3014 Berne
tél: +41 (0)31 631 59 59
fax: +41 (0)31 631 59 60
e-mail: Miguel.Gonzalez@MEMcenter.unibe.ch