Vers un modèle d'enseignement à la chirurgie laparoscopique du foie. Du modèle physique au modèle virtuel.

Towards a teaching model for laparoscopic liver surgery. From physical to virtual model.

• Auteur / Autrice : Pierre-Guillaume Champavier
• Direction : Pierre Jean Arnoux, Remy Casanova
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences du Mouvement Humain - MRS
• Date : Soutenance en 2024
• Etablissement(s) : Aix-Marseille
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences du mouvement humain
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LBA - Laboratoire de Biomécanique Appliquée
• Jury : Président / Présidente : Yoann Lafon
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pierre Jean Arnoux, Laura Beyer-berjot, Remy Casanova, Yannick Tillier, Eric Vibert, Louise Barbier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Yoann Lafon, Yannick Tillier

Mots clés

Mots clés libres

Foie

Chirurgie laparoscopique

Enseignement de la chirurgie

Evaluation des compétences

Analyse des mouvements

Simulation numérique

Liver

Laparoscopic surgery

Surgical education

Skill evaluation

Motion analysis

Numerical simulation

Résumé

Récemment, la chirurgie mini-invasive, et particulièrement laparoscopique (CL), s'est étendue à de nombreuses spécialités chirurgicales. Bien que la résection laparoscopique hépatique soit désormais largement acceptée et développée, elle requiert des compétences spécifiques et complexes qui ont été autant de freins à son développement. La formation à l'hépatectomie laparoscopique (HL) nécessite donc une courbe d'apprentissage (CA) longue et progressive, nécessitant de réaliser des procédures de plus en plus complexes. Comme pour toute nouvelle technique, la formation des jeunes chirurgiens à l’HL est un facteur important pour la diffusion de cette procédure et la sécurité des patients. Cela implique une approche de la chirurgie hépatique tant par voie ouverte que laparoscopique dès la formation initiale. Un programme de formation basé sur la simulation pourrait réduire de manière significative l'impact clinique de la CA et améliorer la sécurité des patients. Pour développer un tel programme, il est essentiel de disposer de données biomécaniques à la fois sur le modèle hépatique humain, et sur les gestes des apprenants pour pouvoir évaluer l'efficacité de leur geste chirurgical. Ce projet de recherche a permis de développer un modèle physique de simulation de CL hépatique validé. Il a également permis d’investiguer l’analyse du mouvement des chirurgiens comme outil d’analyse et de monitorage dans la formation des novices. Enfin, grâce aux données récoltées, une étude de faisabilité sur l’utilisation d’un modèle éléments finis a été réalisée afin de déterminer pour certains gestes chirurgicaux le risque potentiel de lésions hépatiques lors d’une CL.

Recently, laparoscopic surgery has significantly progressed and spread across numerous surgical specialties. Although laparoscopic liver resection is now widely accepted and developed, it requires advanced skills and is associated with new complexities in liver surgery. This explains a slower adoption of the laparoscopic approach for liver surgery compared to other laparoscopic procedures. Training in laparoscopic hepatic surgery requires a long and progressive learning curve (LC), with respect to the need to perform procedures of increasing complexity. As with any new surgical technique, the training of young surgeons in laparoscopic hepatectomy is an important factor for the dissemination of this technique. This involves initial training in both open and laparoscopic liver surgery. A simulation-based training program could significantly reduce the clinical impact of LC and improve patients’ safety. In order to develop such program, it is essential to have biomechanical data both on the human liver model, on which the surgery will be performed, and on the learners’ gestures to be able to assess the efficiency of their surgical gesture. This research project led to the development and validation of a physical simulation model for laparoscopic liver surgery. In addition, it was used to analyze surgeons' movements, which led to a quantitative analysis of novice training process. Finally, thanks to the data collected, a feasibility study on the use of a finite element model was carried out to determine whether the use of digital simulation could predict injuries during a laparoscopic liver procedure.