Vers un système de visualisation intelligent et intuitif pour la neurochirurgie

Les maladie cérébrovasculaires sont l’une des principales causes de décès au Québec et au Canada. La survie d’un patient nécessite souvent une intervention chirurgicale au cerveau qui permet de traiter les vaisseaux sanguins présentant des anomalies. Ces interventions sont cependant compliquées par la complexité de l’architecture vasculaire, la déformation des tissus par rapport aux plan préopératoires et la difficulté d’établir une correspondance entre les information hémodynamiques comme la vitesse et la direction du flux sanguin, et l’anatomie du patient, ce qui résulte en un taux de complication de 31%.  L’utilisation relativement récente de l’injection de colorant fluorescent permet de visualiser le flux sanguin avec l’aide du microscope chirurgical couramment utilisé pour ce type d’intervention. Cependant, cette technique comporte une fenêtre d’observation transitoire, perturbe le déroulement normal du travail chirurgical et induit des réactions indésirables chez certains patients, ce qui justifie le besoin urgent pour un nouveau système de visualisation pour un guidage peropératoire intuitif. Le projet de recherche proposé rassemble une équipe interdisciplinaire aux expertises très complémentaires. En tirant parti des installations de recherche uniques des institutions québécoises participantes, il combinera pour la première fois de nouvelles techniques de photopléthysmographie basées sur des images de caméras hyperspectrales et des paradigmes d’interaction humain-machine et de visualisation innovants pour fournir au clinicien les information nécessaires. Les données fournies par l’imagerie hyperspectrale, combinés à des algorithmes d’apprentissage automatique et d’analyse vidéo vont permettre au système développé d’offrir en temps réel des information hémodynamiques complètes comprenant la direction du flux sanguin ainsi que la vitesse et la force des pulsation, le tout, sans contact physique avec le patient. Des stratégies intuitives de visualisation et d’interaction avec les données chirurgicales simplifieront le flux de travail, tout en améliorant la sécurité et la précision des interventions. Le système de visualisation chirurgicale développé sera le premier du genre, offrant une occasion unique de former du personnel de haute qualité aux approches de pointe en chirurgie guidée par l’image, ce qui représente un besoin en croissance rapide dans le domaine de la santé. La recherche aidera le Québec et le Canada à acquérir un avantage concurrentiel dans les technologies émergentes de la photopléthysmographie et de l’interaction humain-machine dans les soins neurochirurgicaux à l’échelle mondiale. Enfin, les travaux qui en découleront ont le potentiel d’améliorer la qualité de vie et le taux de survie des patients atteints de malformations cérébrovasculaires, et de réduire le fardeau associé au système de santé et le coût socio-économique pour les patients et leur famille.