Progrès de l'application des exoscopes dans les procédures neurochirurgicales

 

L'application demicroscopes chirurgicauxLes neuroendoscopes ont considérablement amélioré l'efficacité des interventions neurochirurgicales. Néanmoins, en raison de certaines caractéristiques inhérentes à ces équipements, leur utilisation clinique reste soumise à certaines limitations.microscopes opératoiresL'essor des neuroendoscopes, conjugué aux progrès de l'imagerie numérique, de la connectivité Wi-Fi, des technologies d'affichage et d'optique, a permis l'émergence de l'exoscope, un système faisant le lien entre les microscopes chirurgicaux et les neuroendoscopes. L'exoscope offre une qualité d'image et un champ visuel chirurgical supérieurs, une meilleure ergonomie, une efficacité pédagogique accrue et une implication plus efficace de l'équipe chirurgicale. Son efficacité d'utilisation est comparable à celle des microscopes chirurgicaux. Actuellement, la littérature se concentre principalement sur les différences entre exoscopes et microscopes chirurgicaux en termes de caractéristiques techniques (profondeur de champ, champ visuel, distance focale et mode d'emploi), sans toutefois proposer une synthèse ni une analyse des applications spécifiques et des résultats chirurgicaux des exoscopes en neurochirurgie. C'est pourquoi nous présentons ici une synthèse des applications des exoscopes en neurochirurgie ces dernières années, une analyse de leurs avantages et limites en pratique clinique, ainsi que des références pour leur utilisation clinique.

Histoire et développement des exoscopes

Les microscopes chirurgicaux offrent un excellent éclairage en profondeur, un champ de vision chirurgical haute résolution et des effets d'imagerie stéréoscopique, permettant aux chirurgiens d'observer plus clairement la structure des tissus nerveux et vasculaires profonds du champ opératoire et d'améliorer la précision des interventions microscopiques. Cependant, la profondeur de champ dumicroscope chirurgicalLa faible profondeur du champ de vision, notamment à fort grossissement, oblige le chirurgien à ajuster constamment la mise au point et l'angle de la zone cible, ce qui perturbe le rythme opératoire. Par ailleurs, l'observation et l'intervention à travers l'oculaire du microscope imposent au chirurgien une posture statique prolongée, source de fatigue. Ces dernières décennies, la chirurgie mini-invasive a connu un développement rapide et les systèmes neuroendoscopiques se sont largement répandus en neurochirurgie grâce à la haute qualité de leurs images, leurs meilleurs résultats cliniques et la plus grande satisfaction des patients. Cependant, en raison de l'étroitesse du canal d'accès endoscopique, de la présence de structures neurovasculaires importantes à proximité et des spécificités de la chirurgie crânienne (impossibilité de modifier la taille de la boîte crânienne), la neuroendoscopie est principalement utilisée pour la chirurgie de la base du crâne et la chirurgie ventriculaire par voie nasale et orale.

Compte tenu des limitations des microscopes chirurgicaux et des neuroendoscopes, et grâce aux progrès de l'imagerie numérique, de la connectivité Wi-Fi, des technologies d'affichage et de l'optique, le système à miroir externe s'est imposé comme une solution intermédiaire entre ces deux technologies. Similaire à la neuroendoscopie, ce système se compose généralement d'un miroir hypermétropique, d'une source lumineuse, d'une caméra haute définition, d'un écran et d'un support. La principale différence réside dans le miroir hypermétropique, d'un diamètre d'environ 10 mm et d'une longueur d'environ 140 mm. Sa lentille est inclinée à 0° ou 90° par rapport à l'axe longitudinal du miroir, avec une distance focale de 250 à 750 mm et une profondeur de champ de 35 à 100 mm. La longue distance focale et la grande profondeur de champ constituent les principaux avantages du système à miroir externe par rapport à la neuroendoscopie.

Les progrès technologiques, tant logiciels que matériels, ont favorisé le développement des miroirs externes, notamment l'émergence des miroirs 3D et des miroirs 3D 4K ultra haute définition de dernière génération. Le système de miroir externe est constamment mis à jour chaque année. Côté logiciel, il permet de visualiser la zone opératoire en intégrant l'imagerie par tenseur de diffusion de l'IRM préopératoire, la navigation peropératoire et d'autres informations, aidant ainsi les chirurgiens à réaliser des interventions précises et sûres. Côté matériel, le miroir externe peut intégrer des filtres à acide 5-aminolévulinique et à indocyanine pour l'angiographie, un bras pneumatique, une poignée de commande réglable, un affichage multi-écrans, une distance de mise au point plus longue et un grossissement plus important, offrant ainsi une meilleure qualité d'image et une expérience opératoire optimale.

Comparaison entre exoscope et microscope chirurgical

Le système à miroir externe combine les avantages de la neuroendoscopie avec la qualité d'image des microscopes chirurgicaux, tirant parti de leurs forces et faiblesses respectives et comblant ainsi le fossé entre ces deux techniques. Les miroirs externes se caractérisent par une grande profondeur de champ et un large champ de vision (diamètre du champ opératoire de 50 à 150 mm, profondeur de champ de 35 à 100 mm), offrant des conditions optimales pour les interventions chirurgicales profondes à fort grossissement. Par ailleurs, leur distance focale, pouvant atteindre 250 à 750 mm, permet une plus grande distance de travail et facilite les interventions chirurgicales [7]. Concernant la visualisation par miroirs externes, Ricciardi et al. ont constaté, par comparaison avec des microscopes chirurgicaux, que les miroirs externes présentent une qualité d'image, une puissance optique et un grossissement comparables. Le miroir externe permet de passer rapidement d'une perspective microscopique à une perspective macroscopique. Cependant, lorsque le canal chirurgical est étroit en haut et large en bas, ou obstrué par d'autres tissus, le champ de vision sous le microscope est généralement limité. L'avantage du système à miroir externe réside dans une posture chirurgicale plus ergonomique, réduisant ainsi le temps passé à observer le champ opératoire à travers l'oculaire du microscope et, par conséquent, la fatigue du chirurgien. Ce système offre à tous les participants une image 3D de qualité identique pendant l'intervention. Alors que le microscope permet à deux personnes d'opérer simultanément à travers l'oculaire, le miroir externe permet de partager la même image en temps réel, autorisant ainsi plusieurs chirurgiens à opérer simultanément et améliorant l'efficacité chirurgicale grâce au partage d'informations. De plus, le système à miroir externe ne perturbe pas la communication au sein de l'équipe chirurgicale, permettant à tous les membres du personnel de participer pleinement à l'opération.

exoscope en neurochirurgie

Gonen et al. ont rapporté 56 cas de chirurgie endoscopique des gliomes, dont un seul a présenté des complications (hémorragie intra-opératoire), soit un taux d'incidence de seulement 1,8 %. Rotermund et al. ont rapporté 239 cas de chirurgie transnasale transsphénoïdale des adénomes hypophysaires, et la chirurgie endoscopique n'a entraîné aucune complication grave. Par ailleurs, aucune différence significative n'a été observée entre la chirurgie endoscopique et la chirurgie microscopique en termes de durée opératoire, de complications ou d'étendue de la résection. Chen et al. ont rapporté l'exérèse chirurgicale de 81 tumeurs par voie rétrosigmoïde. En termes de durée opératoire, d'étendue de la résection tumorale, de fonction neurologique postopératoire, d'audition, etc., la chirurgie endoscopique s'est avérée comparable à la chirurgie microscopique. En comparant les avantages et les inconvénients des deux techniques chirurgicales, le miroir externe est comparable, voire supérieur, au microscope en termes de qualité d'image vidéo, de champ opératoire, de facilité d'utilisation, d'ergonomie et de participation de l'équipe chirurgicale. En revanche, la perception de la profondeur est comparable, voire inférieure, à celle du microscope.

exoscope dans l'enseignement de la neurochirurgie

L'un des principaux avantages des miroirs externes est qu'ils permettent à tout le personnel chirurgical de partager des images chirurgicales 3D de même qualité. Ceci favorise une participation accrue de tous au processus opératoire, facilite la communication et la transmission d'informations chirurgicales, simplifie l'enseignement et le guidage des interventions, renforce la participation à la formation et améliore son efficacité. Des études ont montré que, comparativement aux microscopes chirurgicaux, la courbe d'apprentissage des miroirs externes est relativement plus courte. Lors des travaux pratiques de suture, lorsque les étudiants et les internes sont formés à l'endoscope et au microscope, la plupart trouvent l'endoscope plus facile à utiliser. Dans le cadre de l'enseignement de la chirurgie des malformations craniocervicales, l'observation des structures anatomiques tridimensionnelles par lunettes 3D a permis à tous les étudiants d'approfondir leur compréhension de l'anatomie des malformations craniocervicales, de stimuler leur motivation pour les interventions chirurgicales et de raccourcir la durée de la formation.

Perspectives

Bien que le système de miroirs externes ait connu des progrès significatifs par rapport aux microscopes et aux neuroendoscopes, il présente également des limites. Le principal inconvénient des premiers miroirs externes 2D résidait dans l'absence de vision stéréoscopique lors de l'observation des structures profondes, ce qui affectait les interventions chirurgicales et le jugement du chirurgien. Le nouveau miroir externe 3D a amélioré ce problème de vision stéréoscopique, mais dans de rares cas, le port prolongé de lunettes polarisantes peut provoquer des inconforts tels que des maux de tête et des nausées chez le chirurgien, un point qui fera l'objet d'améliorations techniques ultérieures. Par ailleurs, en chirurgie endoscopique crânienne, il est parfois nécessaire de recourir à un microscope en cours d'intervention, notamment lorsque certaines tumeurs requièrent une résection visuelle guidée par fluorescence ou lorsque la profondeur d'éclairage du champ opératoire est insuffisante. Enfin, en raison du coût élevé des équipements équipés de filtres spéciaux, les endoscopes à fluorescence ne sont pas encore largement utilisés pour la résection tumorale. Pendant l'intervention, l'assistant se tient face au chirurgien principal et voit parfois une image en rotation. Grâce à deux écrans 3D ou plus, les informations de l'image chirurgicale sont traitées par logiciel et affichées sur l'écran de l'assistant avec une rotation de 180°, ce qui résout efficacement le problème de la rotation de l'image et permet à l'assistant de participer plus facilement à l'opération.

En résumé, l'utilisation croissante des systèmes endoscopiques en neurochirurgie marque le début d'une nouvelle ère pour la visualisation peropératoire. Comparés aux microscopes chirurgicaux, les miroirs externes offrent une meilleure qualité d'image et un champ de vision plus large, une posture plus ergonomique pendant l'intervention, une meilleure efficacité pédagogique et une participation plus efficace de l'équipe chirurgicale, pour des résultats chirurgicaux similaires. Par conséquent, pour la plupart des interventions crâniennes et rachidiennes courantes, l'endoscope représente une option nouvelle, sûre et efficace. Grâce aux progrès technologiques, de nouveaux outils de visualisation peropératoire pourront contribuer à réduire les complications chirurgicales et à améliorer le pronostic.