Les avancées de la robotique dans la chirurgie et le médical
Posté le 5 avril 2022 par PierreB
Au cours de ces dernières années, le marché mondial de la robotique dans la chirurgie a considérablement explosé. L’émergence des nouvelles technologies d’imagerie médicale et l’intelligence artificielle ont fait progresser le secteur. Aujourd’hui, les robots chirurgicaux sont largement répandus dans les opérations médicales et s’imposent alors comme indispensables à toutes interventions complexes sur le corps humain. Face à une pénurie accrue de professionnels de santé, ou encore à différentes problématiques logistiques pour des interventions rapides, la robotique de pointe semble apporter une réponse claire et évidente à la chirurgie du futur. Voici donc six avancées considérables recensées au cours de ces dernières années dans ce secteur porteur.
STAR, un robot qui a réussi une opération intestinale sans aucune assistante humaine
Le robot STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), conçu par une équipe de chercheurs de l’université Johns Hopkins, a réalisé une chirurgie laparoscopique sur les tissus d’un cochon sans l’aide d’un humain. Il s’agit de ce fait d’une étape importante de la robotique vers une chirurgie entièrement automatisée sur les humains. Les résultats seraient même nettement meilleurs que ceux obtenus par des humains effectuant la même procédure.
Présentée fin janvier dans la revue Science Robotics, l’intervention avait pour objectif de reconnecter deux portions d’intestin. Une opération délicate d’anastomose intestinale connue pour être l’une des plus difficiles de la chirurgie gastro-intestinale. Elle nécessite un haut niveau de mouvement répétitif et de grande précision. En effet, l’intervention exige du chirurgien une suture très précise. Le moindre tremblement de la main ou un point de suture mal placé pourrait entraîner une fuite ayant des complications catastrophiques pour le patient.
Une avancée majeure pour les opérations les plus complexes
Axel Krieger, professeur adjoint d’ingénierie mécanique à la Whiting School of Engineering de Johns Hopkins et le professeur d’ingénierie électrique et informatique Jin Kang sont à l’origine de la création du robot. Il s’agit d’un système guidé par la vision conçu spécifiquement pour suturer les tissus mous. Leurs travaux ont permis d’optimiser un modèle de 2016 qui a déjà réparé avec précision les intestins d’un porc, mais qui nécessitait encore une grande incision pour accéder à l’intestin et davantage de guidage de la part des humains. Aujourd’hui, le robot STAR est doté de nouvelles fonctionnalités lui conférant une autonomie accrue et une meilleure précision chirurgicale. Il dispose également d’outils de suture spécialisés et des systèmes d’imagerie de pointe qui fournissent des visualisations plus précises du champ opératoire.
La chirurgie des tissus mous est complexe pour les robots en raison de son imprévisibilité. Il est nécessaire de savoir s’adapter rapidement pour faire face à des obstacles inattendus. Le robot STAR est donc doté d’un nouveau système de contrôle qui permet d’ajuster le plan chirurgical en temps réel, comme le ferait un chirurgien humain. Il s’agit donc du premier système robotique capable de planifier, d’adapter et d’exécuter un plan chirurgical dans les tissus mous avec une intervention humaine minimale. Tout cela grâce à un endoscope tridimensionnel basé sur la lumière structurelle et un algorithme de suivi basé sur l’apprentissage automatique.
Cobi, un robot autonome capable de vacciner sans aiguille
L’université de Waterloo a mis au point Cobi, un robot dont le but est d’aider les médecins lors des campagnes de vaccination. Sa particularité : il n’utilise pas d’aiguille. Il intervient avec des mini jets de fluide sous haute pression. Développé par la startup Cobionix, le robot est équipé d’un système innovant. Il peut ainsi vacciner n’importe quel patient, à partir d’une solution rapide et indolore. Le système autonome peut vérifier une carte d’identité grâce à une caméra. Il détermine ensuite seul la meilleure zone où injecter le vaccin grâce à son capteur LiDAR couplé à un logiciel d’intelligence artificielle. La démarche vise ainsi à faciliter la tâche des employés du corps médical, souvent surchargés lors des dernières campagnes de vaccination du Covid-19. Le projet devrait ainsi se démocratiser dans les hôpitaux d’ici à 2 ans.
Le robot Da Vinci Xi, capable d’opérer des tumeurs
En 2018, l’hôpital Gustave Roussy de Villejuif a réalisé pour la première fois en Europe l’ablation d’une tumeur située dans le rhinopharynx d’un patient à l’aide du robot chirurgien Da Vinci Xi. Ce robot développé par la société américaine Intuitive Surgical, permet de réaliser des opérations complexes. Il a ainsi pu intervenir par la bouche du patient tout en réalisant une endoscopie par le nez ce qui a permis d’éliminer la tumeur de manière plus aisée. Le robot possède ainsi des angles d’attaque différents des instruments d’endoscopie classique permettant d’intervenir sans aucune séquelle postopératoire.
Une vision accrue grâce à la caméra 3D du robot permet une intervention plus ciblée. Le Da Vinci Xi, est un robot chirurgical largement utilisé aux États-Unis et qui s’est aussi bien implanté en France malgré son coût relativement élevé. L’hôpital de Dijon l’utilise notamment en chirurgie pédiatrique.
Les quatre bras du robot permettent d’avoir une vision 3D. Les interventions se font à l’aide des trois autres bras auxquels sont fixées des pinces articulées miniaturisées. Elles permettent de manipuler les différents instruments. Ces pinces reproduisent très précisément les mouvements du chirurgien qui est placé derrière une console de contrôle réglable et donne les instructions à l’aide d’un joystick et de pédales. Ces bras robotisés peuvent être tournée et pliés bien au-delà de ce que peut faire une main humaine.
R-One, le robot qui permet les opérations à distance de chirurgie vasculaire
Le robot R-One est un robot chirurgical visant à améliorer les mouvements du chirurgien pour les interventions coronariennes percutanées (ICP). Développé par la société française Robocath, il permet de manipuler à distance des fils de guidage coronaires et des dispositifs de stents. En janvier 2021, la société a réalisé avec succès la première chirurgie vasculaire à distance en Europe. Au cours de cette intervention, un chirurgien situé à Caen a pu opérer un porc situé à Rouen. Soit à 120km de distance, sans aucune latence. Cela apparaît donc pour l’univers de la chirurgie comme une opportunité intéressante pour combler les pénuries de main-d’œuvre dans le domaine médical ou les temps de transport trop important d’un centre à l’autre. En Europe, 40% des infarctus du myocarde ne sont pas traités par angioplastie coronaire, essentiellement en raison des temps de transport vers un centre de cardiologie interventionnelle.
Mako, la cobotique au service de la chirurgie orthopédique personnalisée et sécurisée
Dans un précèdent article, nous parlions de la cobotique et des cobots, ces bras robotisés au service d’une multitude d’activités. Dans le médical, la société Stryker a développé Mako. Il s’agit d’un cobot permettant des interventions chirurgicales plus prévisibles lors du remplacement d’une articulation, comme le genou. Au préalable d’une opération, les plans sont définis grâce aux informations anatomiques du patient. Ils sont ensuite incorporés dans le logiciel du robot chirurgien. Ainsi, Mako permet un placement plus sécurisé d’un implant orthopédique et totalement personnalisé selon l’anatomie du patient. Cette intervention devient alors plus nette. Le patient bénéficie ainsi d’un rétablissement rapide et d’un meilleur fonctionnement de l’articulation à long terme. Cette solution innovante est déjà adoptée dans de nombreux hôpitaux, notamment aux hôpitaux de la Croix-Rousse et de Lyon Sud.
Rosa, un GPS médical au service des chirurgiens
Rosa est un robot développé par la société montpelliéraine MedTech, rachetée par l’américain Zimmer Biomet en 2016. Ce robot est un GPS au service des chirurgiens. Il permet d’opérer dans des zones très sensibles du cerveau et de la colonne vertébrale. Il permet d’effectuer des biopsies, d’implanter des électrodes et repose sur la chirurgie guidée par l’image. Les chirurgiens sont ainsi plus enclins à se préparer efficacement et peuvent ainsi adapter les mouvements du robot au patient. Rosa est aujourd’hui utilisée en neurochirurgie et couvre environ 80% des indications opératoires. Cette technologie offre donc plus de précision, en nécessitant des incisions moins importantes et en sécurisant davantage le geste chirurgical. Elle est largement répandue dans de nombreux établissements dans le monde et notamment en France dans les centres hospitaliers universitaires.
Les nanorobots, futurs enjeux de la robotique dans la chirurgie
L’utilisation de la chirurgie assistée par la robotique est en forte croissance dans les hôpitaux. Elle peut compter sur des bénéfices exceptionnels en termes de précision. Les chirurgiens peuvent notamment atteindre des zones difficilement accessibles par l’homme. Dans ce contexte, les nanorobots semblent prendre un rôle prépondérant dans la place future de la robotique pour la chirurgie. Ces dispositifs miniaturisés et intelligents seront capables d’accéder à des zones totalement inaccessibles par d’autres moyens. Leurs champs d’action seront nombreux. Les interventions chirurgicales seront opérationnelles et efficaces à une échelle encore plus petite que ce qui existe actuellement avec les robots chirurgiens. La neurochirurgie semble être la discipline la plus propice à l’utilisation des nanotechnologies. Notamment pour apporter plus de précision et de contrôle lors de la reconnexion des nerfs.
Sources : Usine Nouvelle / Alcimed / Youtube
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