A Belval, MDSIM développe des outils d’ingénieurs pour aider les chirurgiens

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Hébergée au Technoport à Belval, MDsim est une startup parmi les autres. Ou presque. Pas un projet de geek ou de jeune déjanté qui se lance à fond, mais plutôt l’expression de la maturité et de l’expérience, appliquées à un produit qui se veut très porteur dans le domaine médical. L’idée: modéliser la colonne vertébrale de chaque individu concerné par une opération et permettre au chirurgien de tester et d’optimiser la technique d’intervention grâce à une planification sur ce jumeau numérique. Le programme s’appellera SPINEsim (contraction anglaise de colonne vertébrale et simulateur). Il concerne les deux à cinq millions d’opérations de la colonne pratiquées annuellement dans le monde.

Impossible d’aborder cette aventure technologique sans feuilleter le roman de la fratrie Assaker, qui vient de fonder MDsim. Ils sont trois frères, originaires du Liban. Ils aiment la famille, le golf, et les spécialités professionnelles dans lesquelles ils ont fait carrière. Richard, Dany et Roger Assaker ont eu l’idée de lancer la société MDsim (prononcer „médsim“, pour „medical doctor simulation“) pour développer SPINEsim lors de leurs sorties au vert. L’idée: mettre dans les mains des chirurgiens des outils d’ingénieurs aptes à améliorer leurs interventions, en leur permettant de simuler toutes les options, et de retenir la meilleure solution pour la qualité de vie du patient .

Les 3 co-fondateurs ont vite été rejoint par Laurent Adam, un partenaire de long-term de Roger avec qui il avait développé le succès de e-Xstream engineering, la première start-up créer par Roger !

Le cadet, Roger Assaker, qui mène le projet, raconte ce parcours hors du commun, entre Beyrouth et Belval.

Roger Assaker au Technoport de Belval

Quels ont été votre parcours, votre formation, vos expériences?

J’ai vécu au Liban jusqu’à 18 ans, pendant la guerre, près de Beyrouth. Nous sommes trois frères. Notre aîné, Richard, est parti faire des études en France… mais il a bifurqué vers Liège, en Belgique, où il a fait sept ans de médecine, avant de faire une spécialisation en neurochirurgie à Lille. Aujourd’hui, il est professeur dans cette discipline, dont il est une sommité. Il est spécialiste des opérations de la colonne vertébrale et du cerveau. Mon autre frère, Dany, un peu plus jeune que Richard, s’est également orienté vers Liège pour faire des études d’ingénieur civil à l’Université de Liège (ULg), où il a également fait sa thèse de doctorat.

Quand j’ai eu mon bac au Liban, les deux m’ont fait venir et m’ont proposé de payer mes études. Ils m’ont laissé le choix entre Lille et Liège, qui était à taille plus humaine. J’ai choisi cette ville, où j’ai suivi des études d’ingénieur en aérospatiale, de 87 à 92, avant d’obliquer vers l’UCL (Louvain-la-Neuve) où j’ai fait un doctorat en sciences appliquées, spécialisé dans la simulation numérique des semi-conducteurs. En 97, j’ai été engagé par Goodyear, à Colmar-Berg, où travaillait mon frère Dany. J’y avais passé une interview bien avant la fin de ma thèse, juste pour m’entraîner à postuler à un emploi… Ils m’ont fait une belle offre, et je me suis retrouvé ingénieur de recherche et développement dans la simulation numérique des pneumatiques.

En quoi cela consiste-t-il?

La simulation numérique, c’est la reproduction de la réalité sur un ordinateur. Pour un pneu, on peut simuler son usure, ses sollicitations, son contact au sol, le roulage sur l’eau, sur la neige… On ne fait pas un prototype aujourd’hui sans l’avoir préalablement conçu complètement sur ordinateur. Le premier prototype est conçu de manière à être bon directement. Un avion, il faut s’assurer sur ordinateur qu’il volera, avant de le fabriquer et de le lancer. Une voiture, elle fait désormais ses crash-tests sur ordinateur avant d’être assemblée, avant qu’il y ait un prototype qu’on pourra crasher en vrai contre un mur. Tout se fait par simulation.

On ne fait pas un prototype aujourd’hui
sans l’avoir préalablement conçu complètement sur ordinateur.

Roger Assaker

Vous êtes vite devenu entrepreneur, en fait?

Pendant mes 5 ans chez Goodyear, j’ai fait un MBA (Master of Business Administration) en soirée à la Sacred Heart University. Je pensais qu’un ingénieur avait bien besoin d’avoir de notions de business. Au lieu d’étudier des grandes entreprises dans les case-studies qu’on fait dans ce cursus, j’ai plutôt développé le plan d’affaires d’une société que j’avais envie de créer. L’idée était d’utiliser la force d’internet dans la simulation numérique, mais c’est resté une idée…

C’est alors qu’un prof de Louvain, Issam Doghri, spécialiste de la modélisation multi-échelles des matériaux, m’a proposé de monter une société avec moi. J’ai donc fait en 2002 le plan d’affaires d’une société (e-xstream engineering). C’était de la technologie très avancée. Nous avons créé un logiciel, digimat, sous la direction de Laurent, et des services, pour aider les entreprises à concevoir des matériaux avancés, comme les composites. On les aidait à utiliser ces matériaux-là à la place du métal dans toutes les applications, avec l’objectif de gagner en poids, en efficacité, et même durabilité. Nous étions vendeurs de logiciels pour les matériaux. On a créé la société en Belgique en 2003, comme spin-off de l’UCL, puis au Luxembourg en 2004. Le Grand-Duché, c’est là que j’ai mon réseau. C’est un écosystème où tous les contacts sont plus faciles qu’ailleurs, et qui nous a bien soutenus. On est devenus le numéro 1 mondial de la numérisation des matériaux avancés, avec toutes les grandes entreprises mondiales parmi nos clients: sociétés aéronautiques, constructeurs automobiles, sociétés conceptrices de matériaux, chimiques…

En 2012, j’ai vendu à l’américain MSC Software, le pionnier de la simulation numérique, qui avait été créé à l’initiative d’une demande de la Nasa pour simuler les vibrations des fusées dans le programme Apollo. Une façon d’économiser beaucoup d’essais réels coûteux sur les pas de tir. En plus d’e-Xstream engineering, j’ai été  en charge de la stratégie Matériaux chez MSC Software, et on a fait croître la société. En 2017, on a vendu MSC software, e-xstream et les autres sociétés qu’on avait acquises au groupe suédois Hexagon, un des géants mondiaux de la technologie intelligente. J’ai continué à faire grandir e-xstream dans cet environnement. Nous constituions le coeur „matériaux“ de cette galaxie appliquée à la simulation au sens plus large (des fluides, des structures…). Aujourd’hui, tout objet fabriqué fait l’objet de nombreuses simulations de chute, de résistance… avant d’être mis sur le marché.

Je me suis dit que l’on pouvait utiliser
la simulation pour le bien direct des personnes.

Roger Assaker

Comment vous êtes-vous tourné vers l’aventure médicale?

En 2020, je suis devenu CEO de MSC Software… la boîte à laquelle j’avais vendu, basée en Californie, à Newport Beach. Après ces deux années Covid à travailler de la maison, j’ai décidé de prendre une année sabbatique, et de réfléchir au plan d’affaires d’une nouvelle société. Je n’arrive pas à rester inactif. Mes six premiers mois de vacances m’ont terriblement ennuyé. J’étais à la recherche d’un défi intellectuel et technologique. J’étais aussi en quête de sens. Et justement! Avec mes deux frères, nous nous voyons souvent, notamment pour jouer au golf. On passe notre vie ensemble. Mon grand frère Richard est une sommité dans la neurochirurgie. Il a inventé beaucoup de dispositifs, des plaques, des crochets, des techniques pour la colonne vertébrale. Il a déposé des brevets.

Les trois frères

Un jour, avec Dany, on s’est dit: „Mais pourquoi ne pas utiliser des techniques d’ingénieur pour aider la chirurgie?“ On en a beaucoup parlé. Je me suis dit que l’on pouvait utiliser la simulation pour le bien direct des personnes. La technique de la simulation numérique est assez peu utilisée en médecine. Nous avons donc décidé de fonder une société à trois, MDsim. J’en suis le CEO, Richard le Chief Medical Officer, et Dany est en charge de la qualité et le réglementaire, qui sont très importants dans ce secteur.

Quel sera votre champ d’action?

Un nouveau domaine se développe, à la lisière de l’ingénierie: la médecine „in silico“. Elle consiste à mettre le numérique au service de la discipline et des essais cliniques. Un médicament a une action différente sur chaque individu. Une prothèse peut convenir à une personne, mais pas à une autre. Modéliser le fonctionnement du corps et le personnaliser ouvre la voie vers une médecine prédictive, préventive, personnalisée et participative.

„Le concept de l’in silico: pourquoi ne pas faire un jumeau numérique de chaque personne? Moi qui ai passé 25 ans dans la simulation numérique, j’ai fait un peu le tour de l’aéronautique, la défense, l’automobile… J’ai été attiré par ce challenge technique, qui est très compliqué, et qui a une influence positive sur les gens. Première inclination: modéliser le corps entier… mais c’est extrêmement compliqué. En tant que business angel, j’ai investi dans une boîte qui développe un jumeau virtuel du cœur. On teste la toxicité cardiaque, par exemple: quelle est l’influence d’un médicament sur le cœur? J’ai aussi investi dans une société qui fait un modèle du genou. Mais nous, en tant que MDsim, nous avons décidé de nous attaquer à la colonne vertébrale, et d’en créer un jumeau numérique. Cette modélisation constituera une aide importante pour la chirurgie de la colonne.

Quel système êtes-vous occupés à développer?

Pour corriger une déformation de la colonne, on pratique des opérations parfois très lourdes, qui durent plusieurs heures, pendant lesquelles on ouvre le dos, et on met des vis pour solidariser certaines vertèbres, alors qu’on en coupe d’autres. Pour simplifier à l’extrême, on doit décider où on commence et où on termine, où on place les vis… Le chirurgien doit faire ça pour changer la vie d’une personne, mais il le fait sur base de son expérience principalement, de son savoir-faire. C’est un art. Nous on souhaite mettre la science au service de cet « Art ».  Des déformations, il y en a des millions: des scolioses, des déformations dégénératives, des traumas, des tumeurs, des ostéoporoses… Les maladies de la colonne vertébrale sont les pires en termes de dégradation de la qualité de vie de ceux qui en souffrent. Actuellement, les opérations de la colonne débouchent dans 30% des cas sur une nécessité de révision: une nouvelle intervention pour corriger les effets de l’intervention précédente. Certains patients passent jusqu’à cinq ou six fois sur la table d’opération.

Notre cœur d’activité, tel que nous l’imaginons, consistera à faire entrer un patient en consultation clinique. On lui fait une IRM et un scan et on part de cela pour construire un jumeau virtuel de la colonne vertébrale, que le chirurgien va pouvoir opérer sur ordinateur, en réalité augmentée. Lors de cette simulation, le chirurgien peut tester tous les cas de figure, et en évaluer les conséquences. Cette opération du jumeau virtuel du patient lui permettra de retenir le scénario et la séquence d’intervention les plus favorables à la réduction du problème. Ce plan d’opération bien maîtrisé permettra de réduire les problèmes et les causes de révision. Nous mettons de la technologie d’ingénieur dans les mains d’un chirurgien, de façon tout à fait simple et transparente, avec une forte valeur ajoutée médicale: nous lui permettrons de prendre des décisions capitales en quelques minutes. Il aura des lunettes de réalité augmentée. Il aura devant lui un jumeau virtuel de la personne. Pourra prendre en main un bistouri virtuel. Couper virtuellement telle ou telle vertèbre. Prendre une cage virtuelle et la poser… Pendant ce temps, le logiciel calcule, et peut lui dire si ses actes créent un problème ailleurs, et l’alerter: par exemple, l’intervention sur une vertèbre crée un problème de compression sur le disque supérieur.

La réalité est modélisée. C’est une combinaison de computational modelling et d’intelligence artificielle. Elle consiste à effectuer beaucoup de calculs en aval, qui permettent de donner des résultats en temps réel au praticien. Nous utilisons aussi des données réelles, pour entraîner nos modèles, et complémenter la physique; nous avons signé des contrats avec divers hôpitaux, au Luxembourg et en France, pour nous les procurer. C’est évidemment sensible: tout doit être anonymisé.

Vous êtes fort avancé?

Nous n’en sommes encore qu’au début. Notre objectif est de développer notre produit dans les cinq ans. Nous avons les compétences de base, la technologie nécessaire… mais tout est à faire.

Le logiciel a été baptisé SPINEsim. C’est le programme que nous allons créer et vendre. Accessible aux chirurgiens et aux développeurs de dispositifs médicaux, comme des prothèses. Plus tard, nous prévoyons de nous connecter à la robotique pour aider encore plus efficacement lors des opérations.

Le patient sera mieux opéré, sa qualité de vie sera améliorée,
le risque de complications sera diminué, les actes chirurgicaux
seront moins longs et moins coûteux.

Roger Assaker

SPINEsim permet de générer un jumeau virtuel et de faire de la planification. Le parcours de soin classique d’un patient commence par une consultation, un diagnostic. Le chirurgien peut décider d’opérer. C’est là que nous intervenons, quand il choisit d’utiliser nos outils pour planifier son intervention sur le jumeau numérique.

Le jumeau numérique est élaboré à partir de trois types de radios: CT-Scan (pour des images 3D en coupe), EOS (balayage en hauteur, face et profil) et IRM (pour voir les muscles et ligaments). Il prend aussi en compte d’autres données de santé individuelles caractérisant le patient.

Fondamentalement, quelle sera la plus-value de votre logiciel?

Le patient sera mieux opéré, sa qualité de vie sera améliorée, le risque de complications sera diminué, les actes chirurgicaux seront moins longs et moins coûteux. Une telle opération, elle est facturée 200.000 dollars aux USA. En Europe, avec la sécurité sociale, on perd un peu la notion de coût, mais l’enjeu financier est clair. Les calculs de SPINEsim peuvent conduire à limiter le nombre de dispositifs nécessaires, en même temps que les risques et le temps d’opération. Cela contribue à réduire le coût, mais ce n’est pas notre obsession: notre premier souci est d’éviter les ruptures mécaniques et les risques de révisions.

Notre société s’appuie actuellement sur trois conseils: un conseil business, un conseil scientifique et un conseil médical. Le premier employé que j’avais engagé il y a 20 ans, Laurent Adam, m’a immédiatement rejoint sur ce nouveau projet. Il est notre chef de développement. Un premier ingénieur est déjà à l’œuvre, et nous procédons au recrutement de toute une équipe, d’une demi-douzaine de personnes. Le troisième salarié sera au poste le 3 avril. Nous cherchons essentiellement des ingénieurs spécialisés dans la simulation, l’intelligence artificielle, l’analyse d’images, le développement de logiciels… On cherche au Canada, en France, au Luxembourg, en Belgique…

Comment attirez-vous les candidats?

Par notre mission, par l’ambition, par notre réputation. L’un de nos futurs collaborateurs a consenti à une baisse de salaire parce qu’il a envie d’un challenge, qu’il a envie de faire de l’impact, quelque chose d’intéressant. C’est mieux de développer un logiciel qui sauve des vies qu’un programme qui introduit des chiffres dans une base de données Excel pour générer une facture.

Le conseil scientifique rassemble des professeurs d’université d’Espagne, du Canada, d’Allemagne et du Luxembourg. Les enjeux technologiques sont particulièrement cruciaux.

La société a été créée le 30 septembre 2022. Nous sommes occupés à lever les fonds. Il nous faut 1 à 1,5 million en phase d’amorçage. Nous commençons les développements. Nous nous donnons cinq ans: trois ans de développement des produits, deux ans de formalités réglementaires et d’études cliniques. Nous pensons que dans cinq ans nous aurons quelque chose d’intéressant. C’est parti pour une nouvelle aventure!

Pourquoi le Technoport?

Cela fait partie de mon réseau. J’ai été le premier à m’installer à Foetz, quand j’ai créé e-xstream engineering. Aujourd’hui, je lance MDSim à Belval, que j’aime bien, et qui est le pôle scientifique du Luxembourg. C’est un tissu universitaire, jeune, entraînant. Et nous avons été sélectionnés dans Fit4Start, le programme de soutien du ministère de l’Économie. Parallèlement, nous sommes dans un programme d’accélérateur à Paris, Neighbourhood, qui nous accompagnera dans notre parcours réglementaire. Cette partie constitue un volet très exigeant dans le cas d’un logiciel qui est un dispositif médical, et requiert dès lors un marquage CE et une clearance FDA.

Nous voulons aider le chirurgien
à prendre une décision rapidement, à trouver
facilement le scénario optimal d’intervention.

Roger Assaker

Vous avez étudié la concurrence, forcément. Comment se présente-t-elle?

Il y a des gens qui développent des choses dans la simulation, mais moins biomécaniques, et plus géométriques. Ils ne prennent pas en compte le comportement des matières et des chargements, alors que nous modélisons tout, dans les détails: la structure des os, leur comportement, leur nature, leur densité. Nous avons aussi des modèles de disques très avancés, de tendons également. Il n’y a pas deux vertèbres identiques. Nous voulons aider le chirurgien à prendre une décision rapidement, à trouver facilement le scénario optimal d’intervention. Ce n’est pas une usine à gaz! Le temps gagné est un élément essentiel.

On peut envisager un recours au logiciel pendant une opération?

C’est un des cas de figure que nous envisageons. Nous aimerions aussi, par le recours à la réalité augmentée, permettre au chirurgien de voir virtuellement à travers la peau dans ses lunettes, d’avoir des indications à suivre directement sur la colonne du patient, un peu comme un GPS. Il existe des systèmes de navigation qui permettent au chirurgien de placer une vis précisément sans mettre en danger la moelle épinière.

Quel est votre marché commercial?

Le monde entier. Actuellement, deux millions d’opérations de correction de déformation de la colonne sont pratiquées chaque année dans le monde: 450.000 en Europe, 850.000 aux USA, 280.000 en Chine, 100.000 au Japon… On estime que ce nombre va monter à 5 millions dans les prochaines années.

Quand on vous demande quelle est votre profession, comment vous qualifiez-vous?

Entrepreneur! Le fait de prendre des technologies et de les rendre utiles, c’est toute une entreprise. Je ne tourne pas le dos à ma formation de base dans l’aérospatial, et à la compréhension de systèmes compliqués en utilisant l’ordinateur. C’est la même technologie de base. L’“in silico“ se base sur la simulation numérique des comportements de systèmes, mais au lieu de l’appliquer à un avion ou une voiture, on applique la méthodologie au corps humain, avec bien sûr d’autres spécificités d’utilisateurs, d’objectifs, de techniques.

Quelles sont les étapes à partir de maintenant?

Recrutement de l’équipe, et développement du logiciel. Nous voulons avoir un premier prototype dans un an. Nous nous attachons d’abord à la géométrie de la colonne, avant d’aborder la biomécanique. Pendant trois ans, nous développerons des prototypes, et nous ferons deux ans d’études cliniques prospectives. La question fondamentale reste de savoir si notre programme aidera le chirurgien, et comment. Nous allons aussi nous attacher à l’étude de cas réels, et voir si l’utilisation du logiciel aurait pu éviter des conséquences négatives. Le tout se juxtaposera, dans un développement en mode continu, jusqu’à la mise en place d’un système qualité pour développer suivant les normes ISO 13485, essentielles dans le domaine. Nous ouvrirons certainement un bureau aux États-Unis, où le marché est le plus important. Je m’y rends en septembre pour rencontrer les acteurs, et comprendre leur fonctionnement.

Quand SPINEsim sera-t-il sur le marché?

Dans cinq ans, selon nos objectifs. Pour tenir d’ici là, nous comptons beaucoup sur les systèmes d’aide gouvernementale, au Luxembourg et en Europe. Nous avons postulé à plusieurs aides, et je continue à collecter des fonds auprès des Business Angels et des VCs. C’est une solution innovante, assez attractive en principe. Le revers de la médaille, c’est qu’il faut attendre toutes les certifications avant de pouvoir générer des revenus.

Pourquoi pas un partenariat avec un fabricant spécialisé?

Cela peut se faire. C’est sur notre radar. Mais c’est à double tranchant: on risque toujours de manquer de liberté ou de se faire absorber. Actuellement, nous essayons de voler de nos propres ailes, et nous n’avons pas fait beaucoup de publicité sur nos projets.

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