Tomographie par cohérence optique pour le guidage de chirurgies minimalement invasives du rachis

La scoliose idiopathique adolescente est une déformation tridimensionnelle complexe de la colonne vertébrale nécessitant une intervention chirurgicale pour les courbures sévères. Les méthodes chirurgicales actuellement utilisées sont très invasives; elles requièrent une large incision, une instrumentation massive en plus de la fusion d'une section de la colonne. Afin d'améliorer les conditions postopératoires et de préserver la flexibilité des patients scoliotiques, de nouvelles approches chirurgicales sans fusion osseuse faisant plutôt appel à la modulation de la croissance ont été développées récemment. Dans cette veine, une équipe multidisciplinaire de l'École Polytechnique de Montréal et du Centre de recherche du CHU Sainte-Justine développe actuellement une technique basée sur l'insertion de micro-agrafes entre la plaque de croissance de la vertèbre et le disque intervertébral. Ce dispositif permet de moduler passivement la croissance des vertèbres du côté convexe de la courbure scoliotique. Cette modulation modifie alors la géométrie des vertèbres qui, chez les patients scoliotiques, présente une cunéiformisation. La modulation induite par ces dispositifs permettrait alors de corriger la courbure de la colonne. Cette technique innovatrice permettrait de préserver la flexibilité de la colonne et la santé du disque intervertébral en plus d'être compatible avec des approches minimalement invasives. Pour être efficaces, les micro-agrafes doivent néanmoins être positionnées avec une précision sous-millimétrique à l'interface entre la plaque de croissance et le disque intervertébral. Un guidage peropératoire en temps réel est ainsi nécessaire au succès de ce type d'intervention. La tomographie par cohérence optique (OCT) est un bon candidat pour cette application. L'OCT se base sur une technique d'interférométrie à faible cohérence afin de fournir des coupes transversales d'une dizaine de micromètres de résolution sur 2 à 3 mm en profondeur. Cette technique présente une acquisition en temps réel et est compatible avec l'endoscopie, démontrant ainsi un potentiel intéressant pour le guidage peropératoire de chirurgies minimalement invasives (MIS) de la colonne. L'objectif général de ce projet de maîtrise est donc d'évaluer la capacité de l'OCT à localiser et identifier les structures rachidiennes (plaque de croissances, tissu osseux, disques intervertébraux et tissu conjonctif) ainsi qu'à guider l'implantation de micro-agrafes. Pour ce faire, une sonde OCT respectant les contraintes chirurgicales d'une MIS effectuée par thoracoscopie (via le thorax) a été conçue et développée. Cette sonde présente un diamètre externe de 17 mm et fait 30 cm de long. Couplée à un interféromètre fibré, la sonde permet des