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Assistance robotisée à l’injection percutanée de ciments osseux en vertébroplastie�

Contact, Bernard Bayle (bernard.bayle_at_unistra.fr) : +33 (0)3.88.11.91.32


Projet doté de 304 kE (2014-16) de financement par la SATT Conectus Alsace.


Mots-clés : radiologie interventionnelle, robotique médicale, vertébroplastie, rhéologie, PMMA

Contexte

La vertébroplastie percutanée est une intervention non chirurgicale et peu invasive qui consiste à injecter, sous contrôle radioscopique, un ciment orthopédique dans le corps vertébral. Cette technique permet de stabiliser les vertèbres et réduire les douleurs aiguës chez les personnes souffrant d'ostéoporose, de métastases ou de fractures traumatiques.

Malgré l'efficacité de cette approche (amélioration immédiate de la douleur et lever précoce du patient), celle-ci présente quelques inconvénients non négligeables. Le premier est dû au ciment orthopédique qui est injecté pendant sa phase de polymérisation. En effet, sa faible viscosité au début de l'injection augmente considérablement le risque de fuite en dehors de la vertèbre traitée, ce qui provoque, potentiellement, de lourdes complications. Ensuite, au cours de l'opération, la variation rapide de viscosité limite la durée d'injection à une dizaine de minutes. Le second désagrément concerne le contrôle par fluoroscopie à rayons X qui expose le praticien de manière prolongée.

Approche envisagée 

Ainsi, l'enjeu de ce projet est de proposer aux radiologues un nouveau système d'injection à distance avec retour d'effort sur lequel la viscosité du ciment est régulée pendant l'injection. Le développement de ces aspects permettra la radioprotection des praticiens, une réduction des risques de fuite et une durée d'injection allongée.

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Equipe

Le consortium pour ce projet était composé d'experts en robotique médicale (ICube), en radiologie interventionnelle (HUS) et en imagerie médicale (Siemens AG).

AVR / ICube : B. Bayle, N. Lepoutre, L. Meylheuc, G. Bara, L. Barbé, F. Schmidt
AVR/HUS : A. Gangi
IEF : E. Martincic, E. Lefeuvre, A. Valls

Publications

Brevet / Licence logicielle

[10-LMBB15] N. Lepoutre, L. Meylheuc, G. Bara, B. Bayle, Method for controlling the viscosity of orthopedic bone cement during its curing in percutaneous vertebroplasty. Dépôt de brevet européen ( déposant : U. Strasbourg et CNRS ), n° EP15305975, le 24 juin 2015. Demande PCT, n° PCT/EP2016/06473, le 24 juin 2016

[10-SMLB15] F. Schmitt, L. Meylheuc, N. Lepoutre, B. Bayle, E. Lefeuvre , E. Martincic , A. Valls, Injection device of bone cement for percutaneous vertebroplasty. Dépôt de brevet européen ( déposant : U. Strasbourg et CNRS ), n° EP15305974, le 24 juin 2015. Demande PCT, n° PCT/EP2016/064748, le 24 juin 2016

Conférences internationales

[4-LAMB16] N. Lepoutre, R. Aleluia Porto, L. Meylheuc, G. Bara, F. Schmitt, L. Barbé, B. Bayle, Robotically assisted injection of orthopedic cement: system design, control and modeling, European Control Conference, Aalborg, Denmark, juillet 2016.

[4-LBMB16] N. Lepoutre, G. Bara, L. Meylheuc, B. Bayle, Phase Space identification method for modeling the viscosity of bone cement, European Control Conference, Aalborg, Denmark, juillet 2016.

[4-LBMS16] N. Lepoutre, G. Bara, L. Meylheuc, F. Schmitt, L. Barbé, B. Bayle, Design and Control of a Thermal Device for Bone Cement Injection, IEEE RAS & EMBS International Conference on Biomedical Robotics and Biomechatronics (BioRob 2016), Singapore, Singapore, juin 2016.

Communications et publications diverses

[7-LMBS16] N. Lepoutre, L. Meylheuc, G. Bara, F. Schmitt, L. Barbé, J. Garnon , A. Gangi, B. Bayle Caractérisation de l'injection de ciment orthopédique pou la vertébroplastie, 4ème journée scientifique de la FMTS, Strasbourg, Faculté de Chirurgie dentaire, France, avril 2016 2015

[7-LSMB15] N. Lepoutre, F. Schmitt, L. Meylheuc, G. Bara, L. Barbé, O. Piccin, B. Bayle Vertébroplastie percutanée : technologies, 3ème Journée scientifique de la FMTS, Strasbourg, France, décembre 2015

[7-LMBB15] N. Lepoutre, L. Meylheuc, G. Bara, B. Bayle Caractérisation et identi�cation de l'injection de ciment orthopédique pour la vertébroplastie télé-opérée en radiologie interventionnelle, Journée des Jeunes Chercheurs en Robotique (JJCR), Amiens, France, octobre 2015


Thèses et mémoires

[PhDLepoutre2016] Nicole Lepoutre, Caractérisation et identification de l'injection de ciment orthopédique pour la vertébroplastie télé-opérée en radiologie interventionnelle (7/12/2016)