Pourriez-vous, pour commencer, évoquer le partenariat ayant mené à la création de la « Mars IR Toolbox » ?

Pr Vincent Vidal : Noué entre le Centre national d’études spatiales (CNES), l’Institut de médecine et physiologie spatiales (MEDES) et la Société française de radiologie (SFR), celui-ci vise à assurer une meilleure prise en charge de pathologies potentiellement rencontrées lors des missions spatiales. Il repose sur trois objectifs : le développement du traitement des images par intelligence artificielle, la miniaturisation des équipements d’imagerie, et l’intégration de la radiologie interventionnelle. Sur ce dernier point, vous imaginez bien qu’il est très difficile de réaliser un acte chirurgical dans l'espace, compte tenu des contraintes inhérentes à ce milieu si particulier. La radiologie interventionnelle, qui nécessite un matériel peu encombrant et permet de réaliser des interventions mini-invasives sous anesthésie locale, y a donc toute sa place.  

Pourquoi avoir spécifiquement imaginé cette box pour les missions sur Mars ?
Parce que, contrairement à la Station spatiale internationale, où les délais de transmission des communications, voire de rapatriement d’un malade, sont relativement faibles, les problématiques de santé liées à un voyage sur Mars sont exceptionnelles ! La donne est tout de suite différente dès lors que l’on parle de voyage interplanétaire. Par exemple, il faut au minimum trois ans pour aller sur Mars. Durant ce laps de temps, l’équipage devra être presque totalement autonome : les communications directes avec les équipes sur Terre ne seront pas possibles, les échanges se feront par le biais de messages ou de vidéos qui mettront entre 20 et 40 minutes à atteindre leurs destinataires. Cet isolement est finalement l’une des plus grandes contraintes des prochaines missions martiennes.

Comment cela se répercute-t-il sur le plan médical ?

Chaque équipage sera a priori composé de cinq à six personnes aux compétences variées, dont un médecin qui devrait, bien sûr, avoir des notions dans toutes les spécialités, y compris la dentisterie, la traumatologie, la réanimation… Notre objectif, au travers du partenariat entre le CNES, la MEDES et la SFR, est d’apporter des notions additionnelles en radiologie interventionnelle pour soigner plusieurs pathologies, comme les coliques néphrétiques. Nous les avons d’ailleurs prises en exemple pour la réalisation de la Mars IR Toolbox. À cause de la microgravité, les astronautes sont davantage sujets à cette pathologie, qui peut se transformer en pyélonéphrite septique et entraîner le décès. La prise en charge de cette complication est relativement aisée sur Terre, puisqu’il suffit au radiologue interventionnel de pratiquer une néphrostomie, pour drainer le rein par voie translombaire et ainsi évacuer les urines. Ce geste est sensiblement plus complexe dans l’espace, a fortiori lorsqu’il n’est pas réalisé par un radiologue. C’est pourquoi développer une boîte à outils facilitant ce type d’intervention dans ce contexte si particulier est essentiel à la bonne prise en charge du patient. 

Quelles ont été les contraintes rencontrées ici ?

Une trousse de radiologie interventionnelle compatible avec l'espace doit être ignifugée, peu encombrante, légère et polyvalente. Tous les instruments doivent être fixés pour éviter qu’ils ne « volent » à cause de la microgravité, mais ils doivent aussi rester facilement accessibles pour la personne réalisant l’intervention. Et ce sont loin d’être les seules contraintes. Dans le cas du drainage, par exemple, le circuit doit être en boucle fermée, pour éviter que les liquides ne s’échappent dans la capsule. Une autre problématique majeure réside dans la formation des astronautes à la réalisation de ces gestes. Pour l’adresser, nous avons participé à la mission analogue Asclépios III, qui s’est déroulée en Suisse dans un environnement simulant la vie au pôle Sud de la Lune. Nous avons ainsi pu entraîner des astronautes à réaliser des drainages sur simulateurs, démontrant qu’ils étaient capables de mener ces actes à bien, sous réserve de disposer de l’équipement adéquat, d’y avoir été dûment formés et de pouvoir s’appuyer en parallèle sur des supports vidéos.
 

Vous avez également postulé à un vol à gravité zéro au sein de l’Airbus A310 zéroG, basé à Bordeaux…

Notre projet est actuellement en phase de sélection pour effectuer ce vol et ainsi tester le matériel de manière plus poussée. Réalisé dans une boîte à gant de laboratoire, pour ne pas gêner les autres expérimentations, ce test en conditions de microgravité nous permettra notamment de mieux appréhender la disposition des outils fixés à la trousse. À l’issue de ces essais, et une fois les résultats analysés, nous serons alors en mesure de finaliser la Mars IR Toolbox pour, nous l’espérons, la voir intégrée au programme spatial Artémis, qui prévoit l’envoi d’un équipage sur la Lune dans les prochaines années. 

La Lune est-elle donc aussi l’un de vos objectifs ?

En réalité, et de manière quelque peu indirecte, le premier objectif est de ne pas avoir à se servir du matériel. Cela étant dit, le contexte spatial impose une gestion dichotomique du risque médical, pathologie par pathologie en fonction de sa fréquence, de son impact, de la faisabilité du traitement compte tenu de la situation… La radiologie interventionnelle n’est donc qu’un outil additionnel pour pouvoir prendre en charge des pathologies supplémentaires en utilisant un matériel léger, sur la Lune, sur Mars ou ailleurs dans l’espace. Mais penser le soin dans cet environnement lointain et isolé est également bénéfique à la pratique médicale sur Terre : adapter les actes et les procédures à l’espace engendre des simplifications et des standardisations, qui sont profitables à tous. Notre réflexion s’inscrit donc certes dans une approche extra-terrestre, mais ce type de projet a également vocation à servir notre propre planète, et particulièrement les territoires où l’accès aux services de santé est encore difficile. La trousse de radiologie interventionnelle, mais aussi le système de formation développé pour que les astronautes puissent réaliser les gestes nécessaires, peuvent y être très utiles. In fine, Mars est aussi un désert médical !

Quels sont, à votre sens, les autres bénéfices offerts par ce type de projets ?

La finalité sous-jacente est aussi de valoriser notre spécialité, la radiologie interventionnelle, encore très mal connue du grand public – et même de nos tutelles. L’espace est une formidable tribune, car il fait rêver. Le fait que la radiologie interventionnelle puisse s’y développer est d’ailleurs, à mes yeux, fantastique. Bien sûr, il nous faut aussi faire connaître nos travaux au niveau européen et même mondial, tout en mettant en lumière l’implication et la force du groupe de travail français. Nous avons d’ailleurs déjà publié deux articles dans CardioVascular and Interventional Radiology (CVIS), la plus grande revue de radiologie interventionnelle européenne. 

Justement, comment s’est formé le groupe de radiologues ayant travaillé sur la Mars IR Toolbox ?

Tout a commencé lorsque la Société française de radiologie a lancé un appel pour constituer une équipe de radiologues hospitaliers et libéraux. Rapidement, un groupe s’est formé avec douze radiologues exerçant partout en France. Du temps, et plusieurs rencontres, ont été nécessaires pour mener à bien les premiers travaux. Intégrés au partenariat entre la SFR, le CNES et la MEDES, nous avons été invités à visiter plusieurs installations toulousaines, dont la Cité de l’espace. Nous avons également été mis en relation avec le Pr Dominique Martin, premier chirurgien à avoir réalisé une intervention en microgravité. Si nous sommes retenus pour effectuer un vol dans l’Airbus A310 zéroG, nous devrions d’ailleurs être les premiers à réaliser un geste de radiologie interventionnelle en microgravité. C’est là aussi une perspective très enthousiasmante. 

Quelles sont les prochaines étapes pour l’intégration de la radiologie interventionnelle aux programmes spatiaux ?
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Nous sommes loin d’avoir passé toutes les marches. Si nous prenons l’exemple de la Mars IR Toolbox, l’essai en microgravité que nous espérons réaliser sera opéré par un radiologue interventionnel. Mais il n’y aura aucun confrère dans la navette pour Mars ! Nous devons donc continuer à travailler sur la formation des astronautes et des médecins membres des missions spatiales, car ils devront pouvoir reproduire les gestes de façon sécuritaire. C’est là un premier défi à relever pour assurer l’intégration effective de la radiologie interventionnelle dans les programmes spatiaux. Un autre enjeu a trait au développement d’outils embarqués utilisant les rayons X. La NASA, et le radiologue américain David Lerner, ont ici déjà obtenu des résultats prometteurs, et cette technologie est vouée à progresser au cours des prochaines années. Le voyage sur Mars n’est d’ailleurs pas envisagé à court terme. Une vingtaine d’années sera encore nécessaire pour « lancer la fusée ». D’ici là, de nombreuses innovations techniques et humaines auront fait évoluer le monde de la radiologie.  

> Article paru dans Hospitalia #65, édition de mai 2024, à lire ici 
 

Comment en êtes-vous arrivé à travailler sur le soin sur Mars ?

Matthieu Robert : Designer en santé depuis déjà douze ans, j’ai récemment repris une formation au sein de l’École Nationale Supérieure de Création Industrielle. Je souhaitais alors concentrer mes travaux sur la salle de chirurgie du futur. Mais, après avoir échangé avec les équipes du Centre National d’Études Spatiales (CNES) lors d’un salon, j’ai élargi ce champ à la salle de chirurgie des futures bases martiennes et lunaires puis, progressivement, aux actes de soins qui seraient réalisés sur cette future base martienne. Faudra-t-il intégrer à l’équipe spatiale un chirurgien formé ? Quel matériel emporter ? Comment aménager une salle de soin optimale ?... Le champ de questionnement sur ce sujet est vraiment très vaste et nécessite une réflexion approfondie.

Quelles ont été vos méthodes de travail ?

J’ai, tout naturellement, commencé par étudier la littérature existante sur le sujet, et notamment les documents émis par la NASA. L’agence spatiale américaine a en effet déjà répertorié plus de 200 pathologies susceptibles d’être rencontrées par les équipes en poste sur mars. Elle a également listé les difficultés potentielles pour réaliser des soins, ainsi que les contraintes inhérentes aux équipements disponibles et aux connaissances des équipes. À partir de là, la NASA a pu catégoriser les pathologies pour déterminer s’il était prévu, ou non, de les traiter. Ce raisonnement est donc avant tout pragmatique, et sera certainement utile lors des prochaines étapes de la conquête spatiale. Il nous a toutefois paru intéressant de nous pencher sur les séquences où il n’est pas prévu de soigner. Nous avons ici adopté la méthode du design fiction, qui consiste à imaginer, en groupe, des scénarios répondant à une problématique donnée.

Par exemple ?

Nous avons plus particulièrement identifié trois problématiques : un trou dans la combinaison en sortie extravéhiculaire ; un mal mystérieux, ou quand un astronaute est touché par une pathologie inconnue ; et une explosion qui fait deux blessés. Pour y travailler, nous avons constitué des groupes de huit personnes, composés d’ingénieurs du CNES, mais aussi de médecins exerçant à l’Institut de Médecine et de Physiologie Spatiale (MEDES), la clinique spatiale de Toulouse ou encore la chaire d’innovation BOPA (Bloc Opératoire Augmenté), rattachée au GHU AP-HP Université Paris-Saclay.

Comment se sont déroulés ces ateliers ?

Réunis à Toulouse, les participants ont tout d’abord reçu un rappel des contraintes liées au voyage spatial, et plus particulièrement au voyage sur Mars : un voyage long de neuf mois, des délais de communication pouvant atteindre 20 minutes, une pesanteur d’un tiers inférieure à celle que l’on connaît sur Terre, une température particulièrement basse… Le « décor » a ainsi pu être planté, pour une mise en situation décrivant un voyage sur Mars qui aura lieu dans 20 ans, accompagnée de quelques éléments de contexte politique afin de créer une ambiance générale crédible. Chaque groupe s’est ensuite scindé en deux, les uns décrivant l’état du patient, les autres travaillant sur les événements qui ont mené à cette situation. Une fois les deux parties de l’histoire reliées, la phase de brainstorming pouvait commencer : les participants ont réfléchi aux outils nécessaires, pour le diagnostic comme pour le traitement, depuis la formation des utilisateurs jusqu’à la rééducation du patient. Soumis aux contraintes de l’histoire, ou à celles, extérieures, que j’ajoutais au fur et à mesure des réflexions, ils ont été particulièrement créatifs quant aux possibles réponses à l’incident. Enfin, une fois la problématique résolue, les participants ont été réunis par groupes de deux et invités à imaginer un récit de ces événements, raconté par une personne interne ou tierce.

Pourriez-vous évoquer quelques-unes des idées mises sur la table ?

Il y en a tellement ! Pas moins de 250 idées ont émergé au cours des six ateliers [chaque sujet ayant été traité deux fois, NDLR], depuis le scotch gaffeur au robot chirurgical intégrant des technologies de pointe. Une fois classées et triées de la plus à la moins réalisable, nous en avons conservé 80 pour nos travaux finaux. Naturellement, la dimension technique ou technologique y est très présente, mais il y a également eu de nombreuses propositions sur le plan organisationnel, ainsi qu’une large variété de problématiques et de notions soulevées lors des discussions. Que fait-on d’une personne malade ? À quel point faut-il faire confiance à l’Intelligence Artificielle ? Comment travaille-t-on cette confiance ? Quelle priorisation donner aux soins ? Que se passe-t-il quand plusieurs personnes sont blessées ?... Toutes ces questions, qui sont plutôt d’ordre éthique et philosophique, doivent être posées à partir du moment où l’on envoie des humains dans l’espace, d’autant plus sur une durée aussi longue.

Pourquoi avoir plus particulièrement retenu la méthode du design fiction pour ces travaux ?

À la différence de l’analyse prospective, qui part des outils d’aujourd’hui pour réfléchir à ceux dont on aurait besoin demain, le design fiction permet d’imaginer directement les besoins futurs en plongeant les participants dans un avenir fictif mais réaliste. Libérés de certains impératifs, les participants sont donc plus créatifs, sans pour autant être surréalistes : par exemple, les contraintes liées à l’espace restent toujours valables. Cette méthode, et les travaux qui en découlent, permettent alors d’initier une phase de « Back casting », c’est-à-dire que l’on peut réfléchir aux innovations à porter aujourd’hui pour accompagner la santé de demain. Certains outils imaginés par les participants sont d’ailleurs déjà en développement, je pense notamment ici aux technologies de jumeau numérique ou de réalité augmentée. Par ailleurs, et comme l’histoire l’a déjà démontré, les avancées portées par le domaine spatial ont un impact sur Terre. C’est une force majeure de la recherche spatiale : soumise à des contraintes particulièrement drastiques, elle est de fait pressée de porter des innovations qui, à terme, bénéficient à la population terrestre.

Article publié dans l'édition de mai 2023 d'Hospitalia à lire ici.

Un livret pour plonger au cœur d’une base martienne

S’inspirant des débats nés au sein des ateliers, ainsi que des récits imaginés par les participants, Matthieu Robert a rédigé trois nouvelles, reprenant chacune l’une des thématiques abordées durant ces échanges. Édité à 600 exemplaires et disponible en ligne, l’ouvrage a pour but de sensibiliser les acteurs de la santé à ces problématiques, incitant notamment « les entreprises à contacter le CNES et le MEDES si l’une de leurs solutions pourrait s’adapter à la situation », indique Matthieu Robert.

- Le livret est disponible en ligne sur : 
https://www.dropbox.com/s/29befz74srpnd61/Le%20soin%20sur%20MARS_Matthieu%20Robert-CNES-web.pdf?dl=0
 

CONTEXTE DU CHALLENGE

Au cours des voyages astraux lointains notamment pour la mission MARS, les problématiques médicales devront être gérées en autonomie avec du matériel peu encombrant et polyvalent. L'impossibilité de chirurgie lourde et d'interaction en directe avec la terre limitera également la prise en charge de bons nombres de pathologies.

La radiologie interventionnelle est par définition, une spécialité qui répond à plusieurs de ces problématiques et notamment l'accès à des organes profonds sous contrôle de l'échographie (un exemple typique pouvant être le drainage d'un abcès digestif engageant le pronostic vital).

OBJECTIFS DU CHALLENGE

(1) Conceptualiser la boite à outils en Radiologie Interventionnelle pour les voyages astraux lointains répondant aux exigences suivantes :

• Assurer la réalisation technique d'interventions spécifiques tout en minimisant au maximum l'encombrement en volume et poids des dispositifs médicaux et instruments.

(2) Décrire de nouvelles interventions de radiologie interventionnelle en mode "procédure dégradée" pour répondre à des pathologies qui sur terre sont traitées chirurgicalement (par exemple faire une trachéotomie …)

A l’issue de ce challenge, un groupe de travail spécifique sera constitué avec les meilleurs radiologues interventionnels français intéressés par ce domaine. Ils génèreront une proposition à court terme de deux actions : 

• Former les astronautes à ces gestes spécifiques de radiologie interventionnelle
• Elaborer la version "finale" de la toolbox avec éventuellement création de nouveau outils en partenariat avec nos collaborations industrielles pré-existantes.

Un partenariat avec le Centre National d’Etudes Spatiales

La Société Française de Radiologie (SFR) est une société scientifique ayant pour mission la formation, mais également la promotion de la Recherche et d’Innovation dans le domaine de la Radiologie et Imagerie Médicale. C’est dans ce contexte que la SFR a souhaité se rapprocher du Centre National d’Etudes Spatiales (CNES), afin de développer conjointement de nouvelles méthodes tout en partageant les expertises mutuelles et en ouvrant leurs écosystèmes respectifs. Ce projet s’inscrit donc dans une volonté commune d’ouverture des communautés de la Recherche et de l’Innovation respectives, ce d’autant que des axes de travail conjoint d’ores et déjà identifiés rejoignent des préoccupations de la communauté radiologique notamment dans le besoin de technologies d’Imagerie Médicale innovantes pour l’exploration spatiale lointaine, la Radiologie interventionnelle pour l’exploration spatiale lointaine et le développement de technologies, méthodes et traitements d’image médicales et spatiales innovantes.