La Réalité Virtuelle au service de la Médecine

écrit le 10 avril 2020

La Réalité Virtuelle, nouvelle technologie très largement utilisée dans l’univers du « gaming », a été rapidement adoptée dans le domaine médical. Les étudiants en médecine s'en servent pour améliorer leurs connaissances en chirurgie, tandis que les chirurgiens l’utilisent pour planifier des procédures complexes. Certains cliniciens la mettent au service des patients pour soulager leur douleur ou accélérer leur rééducation. Les chimistes enfilent même les casques de réalité virtuelle afin de développer des traitements plus efficaces ou étudier de plus près les virus.

La réalité virtuelle n’en est qu’à ses débuts dans l’industrie médicale et pharmaceutique, mais plusieurs start-ups, ayant identifié son infini potentiel, se sont déjà lancées dans la course à l’innovation.

Nous vous proposons de découvrir ci-dessous comment la réalité virtuelle est en train de révolutionner le monde de la médecine.

Lutter contre la douleur

La réalité virtuelle dite « thérapeutique » apparait comme étant un outil efficace et non médicamenteux pour le traitement de la douleur. Elle peut être utilisée pour soulager des patients avec des douleurs chroniques comme le cancer, des malades en post-opératoire, les grands brûlés ou même à soulager les douleurs de l’accouchement sans passer par la péridurale.

réalité virtuelle médecine

Une étude a été réalisée par le centre médicale Cedars-Sinai à Los Angeles et publiée sur le site PLOS ONET. Les chercheurs ont étudié 120 patients entre 2016 et 2017, en différenciant un groupe utilisant la réalité virtuelle dans le parcours de soins et un groupe témoin ayant eu accès à des séances de relaxation sur télévision.

Les résultats de cette recherche indiquent que la réalité virtuelle thérapeutique peut réduire efficacement et en toute sécurité la douleur sévère chez les patients hospitalisés, tout en diminuant le recours aux produits pharmaceutiques présentant parfois des risques de dépendance.

La théorie la plus probable selon les chercheurs est que la réalité virtuelle détourne avec succès l'attention du cerveau des stimuli de la douleur envoyés par le corps et focalise l’attention du patient sur les expériences immersives en réalité virtuelle.

D’autres sociétés, comme CAYCEO en France, ont développé une solution clé en main d’ « hypnose médicale » en réalité virtuelle dédiée au traitement de la douleur ou de l’anxiété dans le parcours de soin des patients. Leur solution, IPNEO, est actuellement utilisée au CHU de Montpellier et à l'étude dans d'autres centres français.

Lutter contre la maladie d’Alzheimer

Aujourd’hui en France, selon le site France Alzheimer, 1,2 millions de de personnes sont malades, 1 nouveau cas est diagnostiqué toutes les 3 minutes, ce qui en fait la 4ème cause de mortalité dans notre pays.

réalité virtuelle alzheimer

La réalité virtuelle a certes été utilisée afin de sensibiliser l’entourage (soignants, proches aidant etc) à ce que subissent les malades via des applications telles que « A Walk Through Dementia », développée en 2016, mais une découverte réalisée par John O'Keefe, May-Britt Moser et Edvard I. Moser va venir ouvrir le champ des possibles et leur faire gagner le prix Nobel de médecine en 2014.

Les lauréats ont été récompensés pour leur découverte de « cellules de quadrillage » (grid cells) constituant un système de géo-positionnement du cerveau, une sorte de « GPS interne » qui permet de naviguer dans l'espace.

Sachant que l’une des premières capacités à être altérées par la maladie d’Alzheimer est le mécanisme de l'orientation spatiale, plusieurs équipes de chercheurs se sont penchées sur la possibilité d’utiliser la réalité virtuelle afin de détecter en amont les personnes potentiellement atteintes de la maladie d’Alzheimer.

Nous pouvons citer par exemple l’expérience menée par des neuroscientifiques du Centre des maladies neurodégénératives de Bonn, en Allemagne, qui ont publié dès 2015 dans la revue Science leurs résultats de recherches. Ils ont créé un test basé sur la navigation dans un labyrinthe virtuel qui permettrait de déterminer, dès l'âge de 30 ans, les personnes les plus à risque de dégénérescence du cerveau. L’expérience a concerné deux groupes d’adultes sans symptômes mais dont l’un portait une variante d'un gène appelé APOE, connu pour être un des marqueurs de la maladie d'Alzheimer.

Grâce au suivi de l’activité cérébrale via une IRM fonctionnelle, les chercheurs ont pu remarquer que le groupe à haut risque avait navigué de manière différente dans le labyrinthe et que le fonctionnement de certaines « cellules de quadrillage » était réduit, entrainant ainsi un comportement de navigation altéré dans l’arène virtuelle.

Une étude similaire a été menée grâce à la réalité virtuelle plus récemment par une équipe de scientifiques du département de neurosciences cliniques de l'université de Cambridge. Les résultats, publiés en mai 2019, viennent corroborer ceux de l’université de Bonn.

L’objectif de ces études est de mettre en place, grâce à la réalité virtuelle, un protocole médical qui puisse permettre de déceler la maladie plusieurs années avant qu’elle ne se déclare chez le patient. Plus la maladie est détectée tôt, plus le patient est suivi tôt et plus le développement de la maladie est retardé.

Améliorer les méthodes de rééducation

  • Rééducation après un AVC :
réalité virtuelle rééducation

En France, selon la Fondation pour la recherche sur les AVC,  140 000 nouveaux cas d’AVC sont dénombrés par an, soit 1 AVC toutes les 4 minutes. Dans le monde en 2010, selon les données de l’Organisation Mondiale de la Santé, 17 millions de personnes ont eu un AVC dont 31% chez des personnes âgées de moins de 65 ans.

MindMaze est une start-up suisse, basée à Lausanne, spécialisée dans le développement de jeux thérapeutiques ou « serious games », qui a levé en 2018 100 millions de dollars gagnant ainsi le statut très prestigieux de licorne. Elle fait converger dans ses équipes les compétences de neuroscientifiques, thérapeutes, ingénieurs et développeurs de jeux vidéo pour créer des programmes de rééducation dédiés aux patients ayant subi un AVC.

Grâce à la solution de réhabilitation à la motricité développée par MindMaze, le thérapeute aide le patient à ranimer ses membres paralysés via un programme de jeux vidéo qui permet une simulation virtuelle de ses gestes et mouvements. L’environnement virtuel est personnalisé selon les besoins et les envies du patient, ce qui le motive à tirer le maximum du traitement et de l’exercice thérapeutique. Le principe est simple : plus les différents sens du patient sont sollicités, plus il a de chances d’augmenter sa plasticité cérébrale et donc de récupérer ses fonctions motrices.           

  • Rééducation pour les patients paraplégiques :

Le docteur Miguel Nicolelis, spécialiste des neurosciences  de l’université Duke (Caroline du Nord), a démarré en 2013 le projet  «The Walk Again Neurorehabilitation» dont les résultats ont été publié en 2016 dans la revue  Scientific Reports . L’objectif était de mettre à profit les avancées de la réalité virtuelle pour permettre à des patients tétraplégiques, ayant subi une lésion de la moelle épinière, de retrouver partiellement l’usage partiel de leurs membres inférieurs.

réalité virtuelle handicap

L’étude a été initialement menée sur un groupe de 8 patients brésiliens souffrant de lésions chroniques (sup à 1 an) de la moelle épinière, dont 7 avec des lésions complètes. Les chercheurs ont mis au point un protocole utilisant une interface cerveau-machine et combinant un entrainement intense en réalité virtuelle et de la robotique en dotant chacun des patients d’un exosquelette réalisé sur mesure.

Après seulement 12 mois de protocole, 50% des patients ont retrouvé des sensations et un contrôle musculaire partiel, assez pour que les médecins fassent passer leur diagnostic de paralysie complète à paralysie partielle. Un certain nombre d’entre eux ont également pu récupérer des fonctions viscérales en dessous du niveau de la lésion de la moelle épinière

Le docteur Nicolelis a ainsi déclaré : « Jusqu'à présent, personne n'avait observé la récupération de ces fonctions chez un patient tant d'années après un diagnostic de paralysie complète des membres inférieurs ».

Ce qui a commencé avec un groupe de huit patients en 2013 est passé à 20 patients, avec pour objectif de mettre en œuvre le projet à plus grande échelle.

  • Séances de kinésithérapie en réalité virtuelle :

Plusieurs startups se sont tout naturellement tournées vers la réalité virtuelle pour améliorer l’efficacité des séances de kinésithérapie, parmi lesquelles l’américaine XRHealth et la française KinéQuantum.

XRHealth vient de lancer, en mars 2020, la première clinique de télésanté en réalité virtuelle au Monde. Cette plateforme propose des applications thérapeutiques innovantes et immersives en réalité virtuelle qui s'attaquent à une grande variété de symptômes neuro-cognitifs, émotionnels et physiques.

Les patients effectuent les séances de rééducation en toute autonomie et en restant dans le confort de leur maison. Les données de la thérapie sont stockées et analysées, de façon à permettre aux praticiens de suivre en temps réel l’évolution de l’état de leurs patients et d’adapter les séances en fonction.

XRHealth, déployée pour l’instant dans plusieurs états aux USA, gère également le back-office, y compris la facturation des assurances, et envoie aux cliniciens et aux patients un rapport sur le déroulement des sessions. L'entreprise affirme que ses services sont couverts par l'assurance maladie et la plupart des grandes compagnies d'assurance aux USA.

De l’autre côté de l’atlantique, la stratup francaise KinéQuantum, propose un dispositif médical polyvalent en réalité virtuelle offrant de nombreuses applications thérapeutiques et destiné à une utilisation en milieu hospitalier, en clinique SSR ou en cabinet.

Pensé par des kinésithérapeutes, KineQuantum propose plus de 90 exercices différents dans 8 champs d'application, permettant au praticien de rééduquer efficacement et de manière ludique et autonome ses patients souffrant diverses pathologies.

​KineQuantum, qui travaille déjà avec plusieurs hôpitaux en France, a levé 1 million d’euro fin 2019 et a pour ambition d’accélérer ainsi son développement en France et de se lancer à l’international.

Améliorer la formation des chirurgiens

Les solutions d'apprentissage et de formation en réalité virtuelle dans le domaine médical se multiplient dans le monde, poussées par les demandes de plus en plus nombreuses émanant des chirurgiens.

La start-up américaine Osso VR en est un parfait exemple, elle s’est donnée pour mission de d’améliorer la sécurité des patients et de démocratiser l'accès des chirurgiens et des étudiants en médecine aux techniques chirurgicales orthopédiques modernes.

réalité virtuelle chirurgie

Afin de mettre en place sa plateforme de formation, la jeune stratup a réuni une équipe multidisciplinaire d'experts provenant d'institutions de premier plan telles que Harvard, Johns Hopkins, Medtronic, Microsoft, Zynga et Electronic Arts.

La jeune entreprise compte déjà des partenariats avec de prestigieuses écoles de médecine aux Etats-Unis pour qui la possibilité de s'entraîner à volonté en conditions réelles sans enjeux et à moindre coût est une révolution.

D’autres stratups se sont également lancés dans cette course à l’innovation dans le domaine de la formation médicale, nous pouvons citer comme exemple l’anglaise FundamentalVR ou la francaise VirtualiSurg.

La diminution du coût de développement des expériences en réalité virtuelle et la démocratisation de cette nouvelle technologie ces dernière années a largement participé à l’accélération de l’innovation aussi bien dans le domaine médical que dans d’autres domaines comme pharmacologie, l’industrie ou la culture.

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