À Saint-Étienne, les élèves de l'école des Mines et leurs enseignants-chercheurs inventent des outils de demain en médecine : intelligence artificielle, bras robotisés, visualisations d'organes en 3D, four à cuisson rapide pour les prothèses dentaires, le tout en collaboration avec les praticiens du CHU de la ville.

Près d'une centaine d'étudiants et d'enseignants travaillent au centre "Ingénierie et Santé" des Mines de Saint-Etienne. Ici, un outil de visualisation de l'aorte en 3D.
Près d'une centaine d'étudiants et d'enseignants travaillent au centre "Ingénierie et Santé" des Mines de Saint-Etienne. Ici, un outil de visualisation de l'aorte en 3D. © Radio France / Véronique julia

Inventer la médecine du futur, qui sera de plus en plus technique, beaucoup d'ingénieurs planchent dessus, et ça démarre dès l'école. Aux Mines de Saint-Étienne, qui ont d'ailleurs installé leurs labos au sein même du CHU de la ville, les enseignants-chercheurs font travailler leurs élèves sur des prototypes destinés à entrer en application à horizon de 2 à 10 ans. En collaboration avec les médecins et les patients, pour coller au mieux à leurs besoins, ils imaginent les outils de demain.

Premier exemple : un simulateur chirurgical. On est ici comme devant une table d'opération, sauf que le patient est virtuel et qu'il s'agit simplement de s'entrainer pour améliorer un geste chirurgical. L'opération simulée est une opération endovasculaire : on n'ouvre pas le patient, on fait juste une incision à l'aine, et on avance jusqu'à l'aorte en passant par les artères pour aller réparer un anévrisme en posant une prothèse. L'opération est très délicate, car la prothèse doit être posée de façon extrêmement précise.

Habituellement, pour se guider, le chirurgien utilise l'image produite par scanner qui lui permet de visualiser son chemin. Mais cette image est en 2D, il peut avoir du mal à se repérer dans l'espace. Ce qu'ont mis au point les ingénieurs ici, c'est donc une image en 3D, qui représente l'aorte du patient, et qui prend en compte la profondeur et l'architecture totale de cette aorte. Le geste du chirurgien, quand il s'entraine sur cette image, est donc beaucoup plus précis. "On peut tourner autour de l'aorte, on peut même en quelque sorte prédire comment l'aorte va réagir à la pose de la prothèse, comment la prothèse va déformer les tissus et interagir avec la paroi", commente Baptiste Pierrat, ingénieur de recherche.

Aider un patient paralysé des bras à approcher sa main de son visage

Autre curiosité, le laboratoire d'intelligence artificielle : cette fois, on travaille sur la maladie de Charcot, cette terrible maladie neurodégénérative qui condamne le patient à la paralysie. Objectif des ingénieurs: équiper le patient d'un casque et d'un bras discrètement robotisé, et se servir des ondes cérébrales pour lui permettre d'initier un mouvement.

Laurent Navarro, le développeur du projet, travaille depuis des mois avec un patient atteint de la maladie, pour répondre au mieux à ses besoins. "Pour l'instant, notre objectif est de permettre au patient de porter sa main à son visage, et c'est déjà très compliqué d'y arriver, car ce simple mouvement induit la synchronisation de tout un tas de muscles ! Mais c'est un geste essentiel, car une fois qu'on l'aura développé, on pourra imaginer de pouvoir faire manger et boire le patient, il pourra même se laver les dents ou se raser ! Bref, ça lui enlèvera de la dépendance, et c'est très important."

Ces recherches peuvent changer le quotidien d'un malade, elles peuvent changer aussi la logistique des hôpitaux. Enseignant chercheur, Vincent Augusto a mis au point par exemple un service des urgences virtuel, qui permet d'optimiser sur un écran et en temps réel l'accueil des patients. Il permet aussi de faire des simulations pour voir dans quelle mesure l'ajout d'un chargé d'accueil ou d'une infirmière va pouvoir réduire la file et le temps d'attente. Un outil de gestion des ressources à l'hôpital, en quelque sorte.

Un four qui cuit les prothèses dentaires en 40 minutes au lieu de 8 à 15 heures

La science, qui peut changer aussi le chiffre d'affaires d'un professionnel de santé : ancien doctorant aux Mines, Sébastien Saunier vient ainsi d'inventer un four capable de cuire des prothèses dentaires en céramique, bridges et couronnes, beaucoup plus vite que les fours traditionnellement utilisés: 40 minutes au lieu de 8 à 15 heures ! Un gain de temps inestimable pour la profession.

"Ça permet de faire plusieurs cuissons dans la même journée et de répondre beaucoup plus vite à la demande, donc d'être beaucoup plus réactif. Avec un four comme celui là, dont nous avons travaillé le prototype à l'école, on peut facilement fabriquer une centaine de prothèses par jour, contre une quinzaine seulement en temps normal. C'est un outil qui pourrait aider les prothésistes français à faire face à la concurrence low cost des pays de l'Est", commente Sébastien Saunier. Les prothésistes seraient d'ailleurs très intéressés par le concept. Chaque année, plus de 10 millions de prothèses dentaires sont posées en France, la France compte à peu près 4000 labos de prothésistes...

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