Les simulateurs d'anatomie
La RV joue un rôle révolutionnaire sur nombre d’activités médicales depuis l’apprentissage en chirurgie jusqu’à la réhabilitation.
L’utilisation de la RV en chirurgie, peut constituer un support d’une qualité inégalable pour des activités telles que l’enseignement de l’anatomie et de la pathologie aux étudiants, l’entraînement aux procédures chirurgicales des nouveaux chirurgiens, la planification d’opérations complexes, l’aide informationnelle et de "navigation" durant une intervention et la prédiction des suites d’une opération.
Les premiers efforts pour améliorer l’enseignement ont fait appel aux photographies numériques et modèles anatomiques à deux dimensions (sans immersion) couplés à des systèmes experts. Par la suite, un modèle complet de l’anatomie du corps fut développé par Adam Software Inc pour une utilisation sur PC et sur Macintosh. Un corps numérisé "standard" a été mis à disposition par la Bibliothèque Nationale de Médecine des États Unis. Il utilise une base de données construite à partir d’informations recueillies sur des cadavres. Ce "corps standard" est relié à des hôpitaux et à des universités pour leur enseignement. L’accès peut se faire à distance et en ligne.
L’étape suivante a consisté en la modélisation d’un corps en 3D, réalisé à partir d’interpolation de tranches d’images 2D obtenues par résonance magnétique nucléaire. Un exemple récent est celui du modèle 3D du cerveau réalisé à l’hôpital "Bringham and Woman" de Boston en collaboration avec le centre de recherche et développement de Général Electric.
"Vue à travers une paire de lunettes spéciales qui convertit les images en mode stéréo, l’illusion de profondeur est si patente qu’on est tenté d’atteindre et de tapoter le lobe frontal... A l’aide des clés de l’ordinateur le cerveau tourne et pivote sur commande. Avec d’autres boutons, on peut " peler " le cerveau et enlever des couches révélant les parties intérieures. Le cortex cérébral (la matière grise) est "éliminé" afin de révéler la surface entière en forme de chou-fleur de la matière blanche qui se situe en dessous : le cerveau."
section transversale de la tête d'un homme, incluant le cervelet, le cortex cérébral, les orifices nasaux
Deux spécificités ont été ajoutées pour obtenir une "vraie" simulation de "corps virtuel".L’une est l’adjonction d’un système de visualisation à immersion (casque HMD) ; l’autre concerne la modélisation cinématique et du comportement des parties du corps. Ceci oblige à faire au modèle biomécanique des assemblages muscles-squelette et celui des tissus durs ou mous qui les entourent. Les étudiants peuvent modifier le point de vue du modèle en s’y déplaçant à l’aide d’un DataGlove ou d’un Trackball. Ces systèmes peuvent aussi être utilisés comme un curseur 3D autorisant la sélection et la "saisie" des muscles. Une fois un muscle sélectionné, ses données biomécaniques sont affichées sur un graphique 3D flottant librement dans le champ de vision de l’utilisateur. Si on veut, on peut ainsi modéliser et visualiser toutes les parties du corps reconstituant de cette manière un "cadavre virtuel". Des modules logiciels peuvent également être intégrés pour ajouter la physiologie et même la pathologie du corps humain. Les étudiants en utilisant des gants sensitifs et des casques HMD peuvent naviguer à l’intérieur du corps et agir sur divers organes. Dans un récent article Rosen et ses collègues décrivent ainsi une exploration de corps:
exemple de cadavre virtuel
exploration de différentes parties du corps humain à partir d'un modèle 3D d'un corps virtuel
"Par exemple, un étudiant peut suivre la trajectoire des signaux visuels en entrant dans le corps par le lobe oculaire, en traversant la rétine et en voyageant sur le nerf optique jusqu’au cerveau. En échangeant d’échelle, l’étudiant peut suivre la relaxation des neurotransmetteurs aux synapses lorsque les impulsions électriques sont envoyées au cerveau."
Il s’agit donc, d’un outil très puissant pour l’enseignement de l’anatomie humaine. Des vues aussi extraordinaires depuis l’intérieur d’un organe ne sont pas accessibles par dissection de cadavres. Mais les applications médicales qu’offrent la RV ne s’arrête pas là, elle peut également par l’adjonction de modules divers aider à l’entraînement aux procédures opératoires des chirurgiens.
Le site : DMVS Laboratory Research Project permet d'effectuer des coupes du corps humain en entrant simplement les axes de coupe.