Endoscope-I

Les patients adressés à un service ORL vont pouvoir bénéficier d'un diagnostic et d'un traitement plus rapide du cancer grâce à une pièce fabriquée par Protolabs.

L'endoscopie nasale est une intervention à but de diagnostic qui consiste à examiner la cavité nasale, la gorge et le larynx. L'endoscope, un instrument télescopique spécialisé, est inséré dans la cavité nasale et guidé le long de la gorge, recueillant au passage des images détaillées des organes.

La pièce, conçue par Endoscope-i et réalisée en impression 3D par Protolabs, permet de relier un iPhone à un endoscope souple. Couplé au logiciel propriétaire d'Endoscope-i, ceci fournit des images endoscopiques en haute définition qui peuvent être sauvegardées et transférées sur l'iPhone. Cette technique permet d'obtenir un diagnostic à distance rapide des cancers de la gorge.

Sur une idée originale d'Ajith George, ORL spécialiste des cancers des voies aérodigestives supérieures au Royal Stoke University Hospital, Endoscope-i a été fondée en 2012. Elle est dirigée par son PDG, Chris Coulson, spécialiste ORL au Queen Elizabeth Hospital de Birmingham et l'ingénierie est confiée à une équipe de spécialistes composée du co-fondateur Simon Parteger, ingénieur en génie logiciel et en électricité, ainsi que de Mark Prince, ingénieur concepteur en mécanique.

L'approche innovante des diagnostics ORL d'Endoscope-i a été testée au cours d'essais cliniques réalisés à la Hoarse Voice Clinic de l'hôpital universitaire de North Midlands (NHNM) à Stoke, au plus fort de la pandémie de Covid.

Habituellement, les patients présentant une suspicion de cancer de la gorge sont examinés par un spécialiste au sein de l'établissement hospitalier. Pour effectuer leur diagnostic, les spécialistes pratiquent une endoscopie nasale à l'aide d'un endoscope et d'une colonne d'endoscopie, qui est un gros ordinateur équipé d'un logiciel d'imagerie vidéo. Une colonne d'endoscopie peut coûter jusqu'à 50 000 €, et bien qu'elle fournisse des images en très haute définition, son coût élevé implique qu'elle est généralement peu répandue dans les hôpitaux.

Et c'est là que réside tout l'intérêt du système unique développé par Endoscope-i. Pour un coût bien moindre, il permet de transformer un iPhone en colonne d'endoscopie. L'entreprise a développé cette technique il y a presque 10 ans, et l'a constamment perfectionnée depuis, mais c'est grâce aux avancées des capacités d'imagerie des smartphones et aux défis uniques créés par le confinement que la NHS s'est intéressé aux appareils d'Endoscope-i et a décidé de les tester en essai clinique à la Hoarse Voice Clinic de l'UHNM.

Au cours de l'essai, les patients adressés par leur médecin traitant et présentant un haut risque de cancer de la gorge ont suivi le parcours traditionnel. Ils ont été pris en charge par le spécialiste de la Hoarse Voice Clinic. Parallèlement, les patients présentant un faible risque ont été invités à se rendre à leur clinique de proximité pour un examen utilisant la technologie d'Endoscope-i. L'endoscopie nasale était effectuée par une infirmière spécialement formée plutôt que par un spécialiste.

 

Suite à l'examen, l'appareil d'Endoscope-i permettait à l'infirmière de sauvegarder les images et de les envoyer rapidement à un spécialiste, lequel travaillait le plus souvent à distance du fait des restrictions liées au Covid. Pour sa part, le logiciel d'Endoscope-i permettait au spécialiste de visualiser les images et d'identifier rapidement les plus importantes.

Grâce au système d'Endoscope-i, le spécialiste pouvait efficacement examiner le patient, évaluer la sévérité de la pathologie et effectuer son diagnostic en quelques secondes avant de renvoyer sa réponse, en général sous 2 jours. Ce système a considérablement réduit la durée d'intervention du spécialiste, qui est la partie la plus coûteuse du processus.

Au cours du pilote, le système d'Endoscope-i s'est révélé si efficace à tester les patients à faible risque qu'il a été décidé de lui confier également le test des patients à haut risque, afin de soulager la pression sur la clinique habituelle de l'ORL.

Le succès de l'appareil d'Endoscope-i fut tel que la Hoarse Voice Clinic de l'UHNM de Stoke put augmenter le nombre de patients inclus dans l'essai clinique. Ceci est d'autant plus remarquable qu'en pleine crise de Covid, la plupart des services des hôpitaux fonctionnaient à environ 10 % de leur capacité. Stoke a pu augmenter sa capacité.

Le système testé à la Hoarse Voice Clinic de Stoke est actuellement en cours de déploiement dans d'autres hôpitaux du Royaume-Uni. « L'essai clinique a donné des résultats remarquables » explique Mark Prince, l'ingénieur de conception d'Endoscope-i. « L'un des patients de la Hoarse Voice Clinic était considéré à faible risque selon leurs critères. Cependant, lorsqu'il a été examiné avec notre endoscope, les images obtenues ont révélé qu'il avait un cancer de la gorge. Heureusement, grâce à notre système, il a pu être diagnostiqué plus précocement et recevoir une thérapie plus rapidement que s'il avait du suivre le parcours habituel. “

« Et tout cela grâce à une petite pièce en plastique fabriquée par Protolabs. » souligne Mark. « Bien entendu, il se passe plein de choses autour de cette petite pièce en plastique, mais elle joue un rôle clé dans notre système. Les résultats sont fantastiques, tant pour les patients que pour les hôpitaux. »

En tant que fabricant numérique parmi les plus rapides au monde, et grâce à son système en ligne sophistiqué qui fournit automatiquement devis et analyses, Protolabs offre le meilleur service possible aux innovateurs tels que Mark.

Outre son travail de conception chez Endoscope-i, Mark est également professeur titulaire à l'université d'Aston, spécialisé dans l'automatisation et la fabrication additive. Il connaît donc pratiquement tout ce qu'il y a à savoir sur l'impression 3D !

Mark est un client de longue date de Protolabs, leur première collaboration remontant à 2014. Mais au départ, qu'est-ce qui a poussé cet expert en fabrication additive à travailler avec Protolabs ?

« À l'origine, j' ai choisi Protolabs parce qu'en plus de mon travail pour Endoscope-i, je suis un enseignant universitaire en ingénierie mécanique et en conception », explique Mark. « Protolabs est une référence que nous indiquons systématiquement aux étudiants pour qu'ils puissent obtenir des devis pour les pièces qu'ils conçoivent pour le moulage par injection. Nous le faisons parce que Protolabs dispose d'un logiciel de devis très rapide et très réactif. C'est génial parce que cela permet aux étudiants de voir les modifications qu'ils doivent apporter à leurs pièces pour les rendre fabricables. »

« Je connaissais donc Protolabs à cause de cela, et lorsque le projet de fabrication initial d'Endoscope-i a vu le jour en 2014, j'ai décidé de me tourner vers eux. J'ai pu constater qu'ils étaient très rapides, très réactifs et toujours à l'écoute. Et depuis, tout s'est toujours bien passé. La qualité de leur service a toujours été impeccable. »

Mark travaille régulièrement avec Protolabs pour garantir que la gamme de produits d'Endoscope-i reste à jour des dernières nouveautés d'Apple.

 

Comme le souligne Mark, « Apple lance de nouveaux appareils tous les deux ans. De ce fait, leur gamme de produits s'élargit. Nous fournissons nos clients directement. Ceux-ci sont des chirurgiens, des spécialistes ou des vétérinaires qui travaillent aussi bien dans le secteur privé que public. Et ne savons jamais quel appareil ils utilisent. Cela implique que nous devons fournir des adaptateurs qui puissent fonctionner avec n'importe quel iPhone. Et donc, tous les deux ans, je dois concevoir quatre nouveaux appareils qui correspondent aux nouveautés d'Apple. »

 

Lors de sa plus récente collaboration avec Protolabs, Mark a créé quatre nouvelles pièces, des adaptateurs pour iPhone 13, iPhone 13 Pro, iPhone 13 Pro Max et iPhone 13 mini. Leurs géométries sont très similaires, mesurant entre 10 et 15 cm de long, suivant la taille de l'iPhone auquel elles sont destinées. Ces pièces ressemblent à une coque de protection pour smartphone et fixent l'iPhone aux endoscopes souples ou rigides utilisés dans de nombreuses interventions chirurgicales : gastroscopes et laparoscopes pour examiner les intestins ou les organes internes, endoscopes nasals pour examiner la gorge, la base de la langue et le larynx, et otoscopes rigides pour examiner l'oreille moyenne et la membrane tympanique.

 

« Pour cette génération pour iPhone 13, contrairement à ce que nous avons fait par le passé, je n'ai pas voulu de pièces moulées par injection », précise Mark. « Les contraintes de production du moulage par injection ont tendance à me dicter un certain type de morphologie ou de forme au niveau de la conception, alors que l'impression 3D me laisse beaucoup plus de souplesse. Je peux réaliser des formes beaucoup plus complexes, sans avoir à me soucier des contredépouilles ou d'autres contraintes similaires. De ce fait, la plupart de nos adaptateurs pleins (ceux qui ressemblent à des coques de téléphone) sont réalisés en impression 3D. »

 

L'impression 3D (également connue sous le nom de fabrication additive) de Protolabs garantit précision et reproductibilité, permettant aux concepteurs d'obtenir des pièces de haute précision. Cette technologie permet de réaliser des prototypes fonctionnels, des conceptions complexes et des composants de production dans des délais extrêmement courts. Les pièces obtenues en fabrication additive utilisent des processus de stéréolithographie, de frittage laser sélectif, Multi Jet Fusion, Polyjet et de frittage laser direct de métal, dans une large gamme de matières plastiques et de métaux.

 

Le projet d'Endoscope-i était très simple. La matière, Bayblend T65 XF (noir), a été fournie par Protolabs, et avait déjà été utilisée précédemment pour d'autres appareils. Protolabs avait conseillé cette matière dès le début, comme le rappelle Mark : « Lorsque j'ai commencé à travailler avec Protolabs sur ces adaptateurs de smartphone, j'ai essayé de trouver la matière adéquate. Je voulais qu'elle soit suffisamment solide pour remplir son rôle, tout en étant sure pour les personnes. Protolabs s'est montré d'excellent conseil et nous avons choisi le T65 XF, un ABS polycarbonate. C'est la matière utilisée dans les habitacles des voitures. Elle présente une bonne résistance à la chaleur, et Protolabs nous a conseillé au sujet du retrait. »

« Protolabs est d'excellent conseil pour le choix des matières. À un certain point, nous envisagions d'utiliser un nylon 11 pour l'une de nos pièces, mais nous n'étions pas surs que cela puisse être possible, et Protolabs a donc fait le test pour nous. Ils ont imprimé la pièce en Nylon 11 et 12, en blanc et en noir, pour nous permettre de la tester en différentes couleurs et en différentes matières, et de nous assurer qu'elle se comporterait comme nous le souhaitions. Protolabs a fait cela à ses frais, ce qui nous a permis de déterminer nos besoins spécifiques sans avoir à investir plus dans des prototypes. C'était génial. »

« Nous apprécions la collaboration avec Protolabs parce que leur service est toujours excellent. Au cours des projets précédents, ils nous ont conseillé sur les avertissements que nous devions inclure dans les notes de fabrication, et nous les utilisons encore maintenant pour nous assurer que les pièces produites correspondent exactement à notre attente. Demandez à Protolabs si quelque chose est faisable. S'ils estiment que ce n'est pas le cas, ils vous expliquent clairement pourquoi, et ceci est très utile. Ils nous ont aidé dans le choix des processus. À un certain point, nous avons rencontré des problèmes de déformation, et certains filetages ne fonctionnaient pas correctement sur les pièces. Ils nous ont conseillé un processus différent et une fois que nous l'avons adopté, tout s'est bien passé sans plus de problèmes. »

En plus de leur déploiement au delà de la Hoarse Voice Clinic vers d'autres établissements hospitaliers de la NHS, Endoscope-i travaille sur plusieurs projets pour le secteur privé et le secteur public. Ceux-ci comprennent entre autres une collaboration avec le ministère de la défense visant à utiliser les appareils révolutionnaires d'Endoscope-i pour tester rapidement l'audition des troupes en campagne et développer des stratégies thérapeutiques permettant de traiter les pertes d'audition dues à des explosions d'engins explosifs improvisés.

Cette entreprise innovante qui vole de succès en succès a un calendrier bien chargé, et Mark prépare déjà son projet suivant avec Protolabs.

« Jusqu'à présent, notre collaboration avec Protolabs s'est limitée au moulage par injection et à la fabrication additive. Notre projet suivant, qui va démarrer bientôt, utilise l'usinage CNC. Je suis curieux de voir comment cela va se passer, mais je fais confiance à Protolabs pour nous fournir un résultat conforme à nos attentes. »