Dorénavant, grâce aux travaux menés par l'équipe du Pr Carl-Éric Aubin, professeur titulaire au Département de génie mécanique de l'École Polytechnique et chercheur au CHU Sainte-Justine, le chirurgien qui traitera une patiente comme Marie-Claude sera en mesure de pratiquer virtuellement l'opération et d'analyser les résultats avant d'intervenir réellement sur la colonne de sa patiente!

« L'orthopédie est sans doute un des domaines médicaux qui peut directement bénéficier des méthodologies issues du génie, déclare le Pr Carl-Éric Aubin. Cette convergence entre les deux disciplines, le « génie orthopédique », qui donne naissance à des solutions technologiques à des problèmes de santé, est des plus stimulantes pour un chercheur en génie. »

« La  chirurgie correctrice de la scoliose est complexe, indique le Dr Labelle. Si la technique opératoire est actuellement bien maîtrisée, la difficulté pour le chirurgien consiste à bien choisir l'endroit de la colonne où il va intervenir, le type d'implant qu'il va utiliser et prévoir l'évolution du redressement de la colonne après l'opération. C'est pourquoi les projets développés avec l'École Polytechnique vont grandement faciliter la tâche des chirurgiens dans un proche avenir. »

Des projets qui bouleversent la pratique médicale
La  nouvelle Chaire de recherche industrielle CRSNG / Medtronic en biomécanique de la colonne vertébrale, dirigée par le Pr Carl-Éric Aubin, développe une série de logiciels de simulation et d'analyse 3D, ainsi que des nouveaux dispositifs biomédicaux et systèmes d'assistance en collaboration avec le Centre de recherche du CHU Sainte-Justine.

Disposant d'un budget de près de 3 M$, la Chaire promet des avancées considérables à la chirurgie du système locomoteur.

Ce n'est pas moins d'une quinzaine de projets qui sont actuellement mis en oeuvre par l'équipe du Pr Aubin, et notamment :

Un logiciel d'opération virtuelle de la scoliose
Destiné aux chirurgiens, cet outil de simulation préopératoire de la chirurgie permet de tester a priori l'effet d'une intervention et de planifier le choix des implants afin d'obtenir une correction optimale.

Une salle d'opération virtuelle
Plate-forme adaptée du précédent, elle fonctionne en environnement d'immersion virtuelle. Ce projet est développé en collaboration avec le Dr Labelle et le Pr Benoît Ozell, du Département de génie informatique de Polytechnique. Principalement destinée à la formation des chirurgiens, la plate-forme, recréant les conditions d'une intervention chirurgicale, permet de s'exercer sur divers cas cliniques modélisés en 3D. Elle permet également à plusieurs praticiens d'analyser ensemble à distance le dossier d'un patient reconstitué en 3 dimensions, afin de décider de la meilleure stratégie opératoire à adopter.

Une nouvelle table d'opération
Considérant que la position du patient sur la table d'opération a une incidence importante sur les résultats de l'intervention chirurgicale, l'équipe de la Chaire développe une nouvelle table d'opération multifonctionnelle pour toute chirurgie de la colonne vertébrale.

Des micro-implants « intelligents »
Des micro-agrafes visent à remplacer l'instrumentation de correction actuelle : vis, tiges et crochets. Celles-ci permettront d'exploiter le potentiel de croissance des patients, tout en rendant les interventions moins invasives et en améliorant la mobilité postopératoire du patient.  Plusieurs autres dispositifs chirurgicaux sont également en cours d'élaboration.

« Nos projets sont le fruit d'une collaboration exceptionnelle entre collègues du monde de l'ingénierie et de la médecine, déclare Carl-Éric Aubin. Je pense vraiment que nous faisons le saut vers une nouvelle ère de la pratique médicale. »

Un grand espoir pour la qualité de vie des patients
Rappelons que 10 % des adolescents atteints de scoliose doivent porter un corset orthopédique et de ceux-ci, environ 10 % devront subir une intervention chirurgicale.   Des traitements  lourds  sur  le  plan physique  et  psychologique,  comme  en témoigne

Marie-Claude Pastorel : « Porter un corset rigide plus de 20 heures par jour pendant des années peut être pénible, surtout à l'adolescence! Quant à la chirurgie, moi j'ai eu de la chance, je n'ai pas de grandes cicatrices, mais certaines personnes en ont tout le long du dos. »

Or, les projets développés par la Chaire permettront d'intervenir plus tôt et avec des résultats optimisés :

• Avec des corsets mieux adaptés, le redressement de la colonne sera plus rapide et plus important.
• Quand elle sera nécessaire, la chirurgie sera moins invasive car la pose de micro-agrafes, en alternative aux interventions actuelles, pourra s'effectuer par endoscopie. Les cicatrices s'en trouveront considérablement réduites.
• L'intervention chirurgicale pourra avoir lieu avant la fin de la croissance du jeune patient, en exploitant le processus de croissance des os. Il ne sera plus nécessaire de fusionner les vertèbres entre elles, d'où une plus grande mobilité pour le patient.

Rien d'étonnant à ce que les promesses de ces nouvelles pratiques médicales suscitent l'enthousiasme des patients. L'équipe de la Chaire n'a en effet aucun mal à recruter des volontaires : déjà plus de 8 000 patients ont participé dans les 10 dernières années à des protocoles de recherche. Marie-Claude Pastorel est fière d'en faire partie.

Un partenariat qui place le Québec en tête de file mondiale dans le traitement des maladies de la colonne vertébrale
Les projets réalisés à la Chaire s'intègrent dans un des 6 axes de recherche prioritaires du CHU Sainte-Justine soutenus par le Fonds de recherche en santé du Québec (FRSQ), soit celui sur les pathologies musculo-squelettiques et sciences du mouvement, qui rassemble une équipe thématique multidisciplinaire extrêmement performante.

« La création de la Chaire est réjouissante à plus d'un titre, affirme le Dr Guy Rouleau, directeur du Centre de recherche du CHU Sainte-Justine. Non seulement elle est porteuse d'espoir pour les patients, mais elle démontre aussi la solide collaboration existant entre le Centre de recherche du CHU Sainte-Justine et l'École Polytechnique. Ces projets permettront de développer et de maintenir au Québec une expertise unique en chirurgie orthopédique. Cette association fructueuse contribue à faire du CHU Sainte-Justine le centre mondial pour le traitement de la scoliose idiopathique. »

Terry A. Finley, directeur des ventes et du marketing - Produits rachidiens et ORL de Medtronic du Canada, ajoute : « La technologie médicale étant le coeur de l'activité de Medtronic, nous sommes fiers de nous associer aux travaux de la Chaire en biomécanique de la colonne vertébrale, dont la force d'innovation est incontestable. Les projets issus de ce partenariat ouvrent de nouveaux horizons à l'industrie de l'instrumentation médicale. »

Pour l'École Polytechnique, les retombées du partenariat sont très positives à plus d'un titre. « Travailler avec le Centre de recherche du CHU Sainte-Justine aide Polytechnique   à   maintenir   son   avancée  dans   la  formation  et   la  recherche   en génie biomédical. Il faut souligner le rôle essentiel de nos partenaires : le CRSNG, qui appuie régulièrement les projets scientifiques issus de Polytechnique, et notre partenaire industriel Medtronic du Canada. Grâce à leur soutien,  la Chaire est en mesure de consolider ses activités de recherche pour les années à venir et d'agrandir son équipe, souligne Robert L. Papineau, directeur général de Polytechnique.  Nous tenons à réaffirmer notre fierté de pouvoir compter dans nos rangs des professeurs chercheurs de calibre mondial, soucieux de servir la société.  »  Polytechnique possède une expertise fort enviable dans le domaine du biomédical, ce qui lui permettra à l'automne 2008 d'offrir le premier et le seul baccalauréat spécialisé en génie biomédical au Québec.

Fondée en 1873, l'École Polytechnique de Montréal est l'un des plus importants établissements d'enseignement et de recherche en génie au Canada et elle occupe le premier rang au Québec par le nombre de ses étudiants et l'ampleur de ses activités de recherche. Polytechnique donne son enseignement dans 11 spécialités de l'ingénierie et réalise près du quart de la recherche universitaire en ingénierie au Québec. L'École compte 230 professeurs et près de 6 000 étudiants. À son budget annuel de fonctionnement de 85 millions de dollars s'ajoute un fonds de recherche et d'infrastructure de 68  millions de dollars, incluant des subventions et contrats de 38 millions de dollars. Polytechnique est affiliée à l'Université de Montréal.

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Source :

Chantal Cantin       
Service des communications et du recrutement  
École Polytechnique de Montréal
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Renseignements :

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Vidéo expliquant les travaux de la Chaire disponible à l'adresse suivante  :  http://www.polymtl.ca/recherche/chercheur/aubin.php