Hôpital universitaire de Bonn

Exploitation de la technologie VR pour transformer les soins médicaux

Objectif

L'hôpital universitaire de Bonn (UKB) est un établissement médical allemand de premier plan comptant 38 cliniques et 31 instituts. L'UKB est connu dans le monde entier pour la recherche et l'enseignement, et travaille pour associer les progrès de la médecine aux soins prodigués aux patients. L'UKB utilise des environnements virtuels pour former les chirurgiens et les étudiants en médecine, et les préparer aux procédures grâce à NVIDIA CloudXR.

Partenaire

UKB

Cas d'utilisation

Santé

Technologie

NVIDIA CloudXR, GPU NVIDIA A40

UKB utilise les solutions NVIDIA CloudXR et Medicalholodeck pour former les médecins

Chaque année, l'UKB traite environ 420 000 patients en ambulatoire, 50 000 patients hospitalisés et 40 000 patients d'urgence ; il possède le troisième indice de combinaison de cas (gravité des cas) en Allemagne. Afin de prodiguer les meilleurs soins possibles à ces patients, l'UKB a étudié diverses méthodes pour mieux préparer ses chirurgiens à diverses tâches et situations.

Cette exigence particulière de formation continue et avancée a conduit le Dr Jan Arensmeyer et le Dr Philipp Feodorovici à découvrir le monde de la réalité étendue (XR). L'équipe de l'UKB a été initiée à des cas d'utilisation de reconstruction d'image en temps réel à l'aide de Medicalholodeck, le tout diffusé en streaming grâce à NVIDIA CloudXR™, pour des expériences d'XR immersives et à haute fidélité via les réseaux 5G et par Wi-Fi.

La mise en œuvre a été réalisée dans le cadre du projet Innovative Secure Medical Campus (ISMC) de l'UKB.

Image courtesy of UKB

Précision accrue des procédures médicales grâce à la VR

En tant que chirurgiens dans un établissement médical de premier plan, l'équipe médicale de l'UKB est chargée d'effectuer une grande variété d'interventions chirurgicales complexes et difficiles. Dans le domaine de la chirurgie thoracique, qui opère sur des organes dans la poitrine (cœur, poumons, œsophage…), les procédures exigent une précision extrême.

La planification de telles chirurgies en 3D présente des avantages significatifs. La combinaison de Medicalholodeck et de CloudXR permet aux équipes médicales de réduire les dépenses et la quantité de matériel nécessaire. Les utilisateurs n'ont besoin que de leur casque VR préféré et d'une connexion Internet stable.

Les Drs Arensmeyer et Feodorovici ont intégré la VR à leurs cours de chirurgie et permettent ainsi aux étudiants d'interagir avec des images médicales complexes dans un monde virtuel en 3D.

L'intégration de la VR à la formation a permis à des chirurgiens expérimentés et à des étudiants de mieux se préparer à affronter diverses difficultés, grâce à une visualisation haute performance. L'intégration de Medicalholodeck à CloudXR ouvre la porte à un nombre inimaginable de nouvelles possibilités tout en réduisant les coûts.

De nouvelles possibilités s'ouvrent dans le domaine chirurgical grâce à l'informatique spatiale

Medicalholodeck utilise l'IA intégrée pour reconstruire les images et les vidéos DICOM (Digital Imaging and Communications in Medicine), comme dans les secteurs de l'IRM et de la tomodensitométrie. L'un des avantages majeurs de cette reconstruction en temps réel pour les chirurgiens est qu'ils n'ont pas à importer ou à modifier l'environnement. La reconstruction en temps réel de jeux de données complexes nécessite une puissance de GPU phénoménale. L'équipe de l'UKB utilise des GPU NVIDIA A40 dans un système Supermicro configuré et déployé avec le soutien de SVA System Vertrieb Alexander GmbH, partenaire NVIDIA ELITE, afin d'optimiser les lourds workflows de VR.

La présence de CloudXR sur le campus de l'hôpital permet à tous les médecins de s'entrainer avec les données d'origine dans un environnement haute performance et sans latence. "Cette solution Cloud XR médicale unique sur site est développée selon les normes de sécurité et de confidentialité des données les plus élevées d'Allemagne", souligne le Dr Feodorovici.

Les chirurgiens peuvent facilement communiquer avec les étudiants de n'importe où et à tout moment, mais aussi enseigner des techniques basées sur les données 3D de patients réels dans un environnement virtuel totalement immersif.

"La formation à la chirurgie en temps réel nécessite des GPU de haute qualité, utilisés pour rendre l'expérience immersive", explique le Dr Arensmeyer. "CloudXR nous donne accès aux environnements les plus fidèles sur les meilleurs GPU qui soient, les A40. En outre, la latence sur CloudXR est faible voire inexistante : c'est un point fondamental pour aider les chirurgiens à s'immerger complètement dans leur chirurgie virtuelle."

L'exécution de Medicalholodeck sur des serveurs sur site et la diffusion en streaming par CloudXR permettent aux chirurgiens de collaborer pour faire progresser virtuellement la planification chirurgicale, qu'ils soient sur place ou non.

L'UKB a mené une étude auprès de 100 étudiants participant aux cours de chirurgie thoracique et presque tous ont répondu que non seulement la technologie leur était bénéfique, mais que l'expérience était ludique. "Les étudiants sont plus susceptibles de suivre cette voie et les plus jeunes qui s'intéressent à la chirurgie peuvent explorer cette spécialisation", conclut le Dr Arensmeyer.

La plateforme de Medicalholodeck et CloudXR ont offert de nombreux avantages à l'équipe de l'UKB, notamment :

  • Planification chirurgicale en immersion totale : pour que les chirurgiens puissent s'entraîner correctement en réalité virtuelle, ils ont besoin d'une expérience de chirurgie totalement immersive. Medicalholodeck et CloudXR leur permettent de planifier la procédure comme s'ils étaient en présence d'un véritable patient, grâce à une latence de streaming faible, voire inexistante.
  • Prise en charge par GPU puissants : 6 à 8 GPU NVIDIA A40 suffisent pour permettre à l'équipe de l'UKB de répondre aux exigences de puissance graphique lors de la manipulation en temps réel de données d'imagerie médicale.
  • Une expérience d'apprentissage ludique : l'équipe de l'UKB a découvert que les cursus qui intègrent la réalité virtuelle aident considérablement les étudiants et les jeunes professionnels à mieux comprendre l'anatomie et l'approche chirurgicale par rapport aux méthodes d'enseignement classiques, en plus d'augmenter la rétention.

Image courtesy of Medicalholodeck INC.

Le Land de Rhénanie-du-Nord-Westphalie a la plus forte densité d'hôpitaux universitaires du pays et finance le projet à l'UKB. L'année dernière, l'hôpital a reçu une subvention de 17,5 millions d'euros du ministère des Affaires économiques, de l'Innovation, de la Numérisation et de l'Énergie du Land pour le projet phare de numérisation, unique en Allemagne. L'objectif est d'évaluer et de comparer les méthodologies traditionnelles d'apprentissage aux formations qui intègrent la XR.

Le Dr Feodorovici a déclaré que l'IA et la XR seraient essentielles dans les chirurgies à venir et a également mentionné sa récente visite à Boston pour une conférence en chirurgie cardiothoracique, où il a présenté le cas d'utilisation de la technologie VR par l'UKB dans l'enseignement et la préparation à la chirurgie devant un public impressionné.

"Tout le monde voit ça comme l'avenir de la formation médicale", affirme-t-il. "Avec nos partenaires Medicalholodeck et SVA, nous travaillons actuellement à repousser les limites de la réalité virtuelle en vue d'adopter la configuration CloudXR actuelle pour des applications de réalité mixte, dans l'optique d'améliorer encore la planification collaborative pré-procédurale et de favoriser la navigation chirurgicale."

La solution utilise des images au format DICOM, ce qui signifie que la XR peut fortement influencer les normes médicales des procédures.

"CloudXR nous donne accès aux environnements les plus fidèles, lesquels sont exécutés sur des GPU A40 de la plus haute qualité."

Dr Jan Arensmeyer
, médecin, UKB

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Pour en savoir plus sur la solution de streaming XR de NVIDIA, rendez-vous sur le site :
www.nvidia.com/CloudXR