MEDICAL
L'hôpital universitaire de Louvain consolide son expertise en 3D dans un laboratoire centralisé sur le lieu de soins
L'Hôpital Universitaire de Louvain (UZ Leuven) est le plus grand hôpital universitaire de Belgique, réputé pour ses soins spécialisés et traitements innovants. Il est également pionnier dans la recherche clinique, contribuant ainsi à façonner l'avenir des soins aux patients.
L'impression 3D sur le lieu de soins n'était pas un concept nouveau pour l'UZ Leuven. Avec l'expertise en visualisation et impression 3D dispersée dans ses différents départements cliniques, l'hôpital a décidé d'exploiter les connaissances et d'étendre son utilisation en créant un laboratoire centralisé. Le laboratoire, étroitement lié au service de radiologie, réunit l'expertise de médecins, de scientifiques et d'ingénieurs, et sert désormais tous les services sur la base de projets.
Dans ce blog, le professeur Dr Ir. Stijn De Buck, responsable de l'impression 3D sur le lieu de soins, et le professeur Dr Frank Weekers, directeur opérationnel de l'UZ Leuven, nous expliquent pourquoi ils ont décidé de consolider leurs efforts en matière d'impression 3D, comment ils ont planifié leur réussite et quels avantages la visualisation et l'impression 3D leur offre dans le cadre des soins cliniques, de la formation et l'enseignement, ainsi que de la recherche.
Prof. Dr Frank Weekers, directeur opérationnel, et Prof. Dr. Ir. Stijn De Buck, responsable de l'impression 3D sur le lieu de soins à l'Hôpital Universitaire de Louvain.
Quels ont été les principaux moteurs permettant la consolidation des efforts en matière d'impression 3D à l'UZ Leuven ?
Dans tout l'hôpital, nous avons pu constater que l'intérêt pour l'exploration de l'impression 3D augmentait rapidement. Certains départements sont allés jusqu'à investir eux-mêmes dans du matériel d'impression 3D, mais en raison de connaissances internes limitées et une courbe d'apprentissage abrupte, ils ne pouvaient pas l'utiliser efficacement.
Alors que d'autres départements étaient déjà bien plus avancés : par exemple, le département de radiologie maîtrisait très bien l'utilisation de la visualisation 3D dans le cadre de leur diagnostic, et les départements de médecine orale ainsi que de cranio-maxillo-faciale (CMF) et d'orthopédie avaient déjà acquis une grande expertise dans l'impression et la visualisation 3D.
Cependant, ce paysage fragmenté signifiait que l'hôpital dans son ensemble était loin de pouvoir explorer pleinement le potentiel que pouvaient offrir les technologies 3D.
Nous avons estimé que regrouper nos efforts au sein d'un service unique et centralisé serait la meilleure façon d'étendre davantage nos possibilités, et ce non seulement en termes de soins aux patients, mais aussi de formation d'étudiants en médecine et de spécialistes, ainsi qu'en termes de soutien aux activités de recherche.
Concrètement, comment avez-vous procédé pour créer un laboratoire centralisé ?
Identifier et impliquer toutes les parties prenantes a été le point de départ clé pour l'ensemble du projet. Nous avons contacté chaque service clinique pour identifier les besoins et souhaits en matière d'impression et de visualisation 3D. Cela nous a permis d'obtenir une idée réaliste de l'envergure du projet et a constitué la base de notre feuille de route.
Afin de structurer le projet et d'établir des rôles et des responsabilités clairs, nous avons mis en place un comité de pilotage multidisciplinaire (impliquant des partenaires des équipes cliniques, des services d'imagerie, des conseils médicaux et d'administration, ainsi que de l'université) qui prendrait les décisions clés sur les priorités du laboratoire. Par exemple, l'une des premières décisions que nous avons prises a été d'harmoniser et de centraliser tous les logiciels utilisés au sein de l'hôpital.
Nous avons estimé que regrouper nos efforts au sein d'un service unique et centralisé serait la meilleure façon d'étendre davantage nos possibilités, et ce non seulement en termes de soins aux patients, mais aussi de formation d'étudiants en médecine et de spécialistes, ainsi qu'en termes de soutien aux activités de recherche.
Nous avons également pris la décision d'associer étroitement les services d'imagerie au nouveau laboratoire 3D. Par exemple, les radiologues et les techniciens en radiologie ont déjà une grande expertise dans l'interprétation des images, et c'est souvent un point de départ crucial pour segmenter avec précision les images, en particulier pour les pathologies plus complexes.
Pourquoi avez-vous choisi le logiciel Materialise Mimics Medical?
Lorsque nous avons comparé les différents logiciels disponibles sur le marché, nous avons constaté l'étendue de solutions qu'offre Mimics ; qui dispose de tout ce dont nous avons besoin pour segmenter des images et créer des modèles et templates 3D, que ce soit pour l'impression ou la visualisation. La solution comprend un certain nombre d'outils de segmentation semi-automatique pratiques à utiliser, même lorsqu'il s'agit d'anatomie pathologique complexe. En outre, le logiciel dispose d'une multitude de formats d'importation/exportation et possède les outils nécessaires pour interagir avec les progiciels de simulation (FEM). De plus, les scripts permettent d'automatiser les flux de travail fréquemment utilisés.
Le fait que Mimics soit un logiciel de dispositif médical marqué CE était également important pour nous, car cela signifie que le logiciel est conforme aux règlementations médicales et que nous pouvons l'utiliser aisément aussi bien pendant notre exercice clinique que dans nos activités de recherche.
D'un point de vue pratique, la possibilité de gérer le logiciel de manière centralisée était un autre critère essentiel pour nous, et nous pensons que cela apporte de réels avantages, tant sur le plan pratique que financier. Tous les services cliniques de l'hôpital utilisent désormais le même ensemble de logiciels, ce qui est le plus judicieux du point de vue de la formation et de la maintenance.
Le programme de formation et les conseils individuels proposés par Materialise ont également été particulièrement appréciés. Leur approche flexible quant au déploiement de la formation a permis de prendre en compte les besoins cliniques spécifiques et les demandes des différents services de l'hôpital, pour commencer du mieux possible.
Materialise Mimics Medical est un logiciel d'ingénierie médicale basé sur l'image 3D qui vous permet de passer efficacement de l'image au modèle 3D et de passer de la R&D à une exploitation clinique à grande échelle.
Comment le laboratoire d'impression 3D est-il organisé aujourd'hui et comment les services accèdent-ils à la technologie ?
Nous fonctionnons actuellement sur la base de projets, chaque département soumet une demande pour la réalisation d'un projet spécifique.
L'une des conditions pour avoir recours aux services du laboratoire est qu'il doit déjà exister des preuves cliniques justifiant l'utilisation de l'impression ou de la visualisation 3D pour le projet. Si ces preuves ne sont pas disponibles, le projet doit générer des preuves cliniques attestant de la pertinence de la technologie 3D pour cette application clinique particulière. À long terme, la recherche de preuves cliniques mesurables nous donne une meilleure idée des avantages réels liés à l'impression et/ou à la visualisation 3D en termes de soins aux patients.
Nous avons également établi des collaborations avec KU Leuven, l'université à laquelle nous sommes affiliés, dans le cadre de projets de recherche préclinique.
Selon vous, quels sont les principaux bénéfices liés à l'utilisation de logiciels et de solutions d'impression 3D ?
En termes de soins cliniques, nous constatons plusieurs bénéfices, notamment dans le cas de pathologies complexes. La possibilité de visualiser et d'explorer l'anatomie en 3D fait une énorme différence dans la compréhension du médecin. Cela signifie également que nous pouvons planifier, et même simuler certaines procédures avant de les réaliser. Par exemple, dans le cas des pathologies cardiovasculaires complexes, le médecin peut vouloir réaliser l'intervention à l'aide d'un cathéter. Dans ce cas, il est extrêmement utile de pouvoir visualiser le site de l'opération à l'avance, voire de réaliser une impression 3D et de simuler l'intervention.
Un autre exemple est la chirurgie orthopédique pour réparer des fractures complexes. L'impression d'un os comme le calcanéum (le grand os formant le talon) permet aux chirurgiens orthopédiques de comprendre la complexité et de planifier avec précision l'intervention, ce qui réduit le temps de l'opération et augmente les chances de réussite.
Nous constatons plusieurs bénéfices, notamment dans le cas de pathologies complexes. La possibilité de visualiser et d'explorer l'anatomie en 3D fait une énorme différence dans la compréhension du médecin. Cela signifie également que nous pouvons planifier, et même simuler certaines procédures avant de les réaliser.
Comme vous pouvez l'imaginer, les visualisations 3D, et surtout les modèles imprimés en 3D, améliorent aussi grandement la communication avec les patients. Après tout, il est beaucoup plus facile de comprendre les explications d'un médecin lorsqu'il peut faire la démonstration sur un modèle réel. C'est un aspect sur lequel la technologie 3D peut avoir un impact vraiment positif, car elle améliore directement l'expérience du patient.
De quelles autres façons l'impression 3D apporte-t-elle une valeur ajoutée à l'UZ Leuven ?
En tant qu'hôpital universitaire, la recherche (tant préclinique que clinique) et l'éducation occupent bien entendu une place importante dans nos activités. En fait, les trois piliers de notre plan stratégique de 2020 à 2025, appelé « Pushing Boundaries », sont les soins cliniques, la recherche et l'innovation, et la formation des spécialistes et des étudiants en médecine.
La visualisation et l'impression 3D ouvrent un monde de possibilités en matière de recherche, et nous avons déjà mis en place certaines collaborations dans le cadre desquelles le laboratoire propose des solutions d'impression 3D spécialisées à des fins de recherche. Les bénéfices sont déjà évidents. Grâce aux modèles imprimés en 3D, il est beaucoup plus facile de prendre des mesures précises, tandis que pour les simulations, nous pouvons désormais nous baser sur des images réelles de patients, ce qui permet de rendre les simulations beaucoup plus précises et réalistes.
Lorsqu'il s'agit de former les médecins et les spécialistes de demain, l'impression 3D sur le lieu de soins y contribue à plusieurs égards. D'une part, le laboratoire agit comme une plateforme de connaissances qui offre l'opportunité d'apprendre l'impression 3D et ses applications. Parallèlement à cela, nous avons déjà vu comment les modèles imprimés en 3D peuvent concrètement aider à la formation. Par exemple, nous avons déjà imprimé un larynx qui sera utilisé dans le cadre d'une formation à la coniotomie animée par le service des urgences de l'hôpital. Les étudiants peuvent apprendre et s'exercer à insérer une sonde d'intubation dans le larynx. Ils peuvent s'entraîner tant sur des modèles adultes que sur des modèles enfants.
Le responsable de l'impression 3D sur le lieu de soins avec une imprimante 3D et un crâne imprimé en 3D
Selon vous, quelle sera l'évolution future de l'impression 3D au
sein de l'hôpital ?
Bien que nous n'avons pas encore atteint le stade d'une installation d'impression 3D entièrement centralisée, nous sommes sur la bonne voie, et une bonne communication entre les départements nous aidera à aller encore plus loin ensemble. Le comité de pilotage, que nous avons déjà mentionné, joue un rôle important pour promouvoir la communication. Nous avons également créé un site Web interne dédié qui rend le service plus accessible.
Les départements de CMF, d'orthopédie, de radiothérapie et d'imagerie concentrent encore beaucoup d'expertise. En exploitant et en partageant cette expertise, nous serons beaucoup mieux armés pour relever les défis à venir. Au fur et à mesure que notre service se développe, nous nous attendons également à voir davantage d'exemples de croisements, tels que des solutions pouvant fonctionner à travers différents départements.
Quelles tendances pensez-vous voir émerger dans l'impression 3D d'une manière générale ?
Dans les années à venir, nous nous attendons à ce que l'intelligence artificielle joue un rôle de plus en plus important dans l'automatisation des flux de travail concernant la visualisation et l'impression 3D spécifiques aux patients, notamment en termes de segmentation. Il s'agit d'une évolution vraiment positive et cela augmentera encore le potentiel de cette technologie. En permettant de segmenter davantage d'images à moindre coût, les soins véritablement personnalisés deviendront plus abordables.
De grands progrès seront également réalisés sur le plan matériel, avec des imprimantes qui continuent d'évoluer et des développements en termes de matériaux pouvant être imprimés. Un jour peut-être, nous pourrons même imprimer des tissus ou des squelettes qui pourraient servir pour implanter des tissus !
Il est clair que de nouvelles innovations passionnantes verront le jour dans les années à venir.
Pour nous, établir notre propre laboratoire centralisé sur le lieu de soins nous place sur le devant de la scène pour cette formidable aventure, et cela nous assure de pouvoir tirer pleinement parti de tout ce que les technologies 3D peuvent apporter à l'avenir de la médecine et des soins personnalisés.
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L'impression 3D sur le lieu de soins vous intéresse ?
Pour découvrir les avantages liés à la planification et à l'impression 3D sur le lieu de soins, rendez-vous sur notre site Internet.
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