Simulateur pédagogique médical : la phacoémulsification en réalité virtuelle

IntroductionImprovements in computer technology have made it possible to design a cataract surgery teaching simulator in real time.Material and methodsA computed representation of the lens was made with a mechanical model simulating the behavior of the lens, to which we added texture. The different models use mesh to make a section, which allowed us to make a section in real time using element removal or separation. Different models were used: a mass-spring mesh, a rigid model and a deformable model created using the finite element method. The contact with the lens is simulated by a collision sphere, which provides the interaction between the surgical instruments and the virtual environment. The surgical instruments viewed on the screen are controlled by a stylus with 6 degrees of freedom.DiscussionWe obtained the first step of phacoemulsification in real time with a good visual aspect. The surgeon views the procedure and can modify his movements instantaneously. This simulator provides the opportunity for students to safely learn phacoemulsification and improve their technique with an infinite number of procedures.ConclusionThe realism offered by this tool provides a rigorous teaching tool that might reduce the learning curve for phacoemulsification.

IntroductionL’amélioration constante des matériels informatiques nous permet aujourd’hui de créer un simulateur de chirurgie de la cataracte en temps réel dans un but pédagogique. Nous présentons les éléments du développement d’un simulateur de phacoémulsification.Matériel et méthodeUne représentation informatique du cristallin a été effectuée avec la création d’une modélisation mécanique simulant le comportement cristallinien sur laquelle se greffent l’affichage, la texture. Pour effectuer une découpe, les différents modèles ont été discrétisés en éléments (triangles, tétraèdres…) permettant une approche de découpe en temps réel, soit par suppression d’éléments, soit par séparation. Différents modèles ont été retenus : un maillage masse-ressort, un modèle déformable obtenu par la méthode des éléments finis et un modèle de type rigide. La gestion des contacts instruments et cristallin a été réalisée grâce à des sphères de collision permettant l’interaction des outils avec les corps constituant l’environnement virtuel. Les instruments chirurgicaux modélisés et visibles à l’écran sont dirigés grâce à un manipulateur à 6 degrés de liberté.DiscussionLe simulateur permet de réaliser les premières phases de phacoémulsification en temps réel avec un bon rendu visuel. Le chirurgien visualise ainsi l’évolution de son intervention et peut corriger ses gestes instantanément. Ce simulateur permet aux étudiants d’apprendre la technique et de se perfectionner en toute sécurité avec un nombre d’interventions infini.ConclusionLe réalisme offert par cet outil nous permet d’espérer une formation rigoureuse et devant logiquement réduire le temps d’apprentissage de la technique de phacoémulsification.