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Des robots sous la peau

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Des robots sous la peau

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Des robots qui prêtent main forte aux chirurgiens dans les blocs opératoires, ce n’est pas de la science-fiction. En Italie, des scientifiques le savent bien. D’après Paolo Dario, coordinateur du projet Araknes à l’Institut de Biorobotique SSSA, “la chirurgie robotique est déjà une success story : depuis le premier janvier, 220.000 patients dans le monde ont subi une opération chirurgicale menée à l’aide de robots,” assure-t-il.

Luca Morelli, chirurgien à l’hôpital de Cisanello, affirme de son côté qu’“aujourd’hui, les robots pour la chirurgie sont sur le marché et grâce à eux, on peut déjà exécuter des actes chirugicaux.” Paolo Fiorini, coordinateur du projet I-SUR à l’Université de Vérone renchérit : “les robots sont déjà des appareils destinés à la chirurgie et notre travail consiste à les perfectionner.”

A Pontedera en Italie, dans un institut spécialisé dans les robots, un système de chirurgie robotique unique est en cours d‘élaboration. Des chercheurs européens l’ont conçu pour qu’il remplace les mains du chirurgien dans l’abdomen du patient. “C’est par le nombril que le robot entre dans le corps du patient,” explique Gianluigi Petroni, ingénieur biomédical de l’Institut de biorobotique SSSA. “D’abord, on introduit une petite capsule, puis à travers cette capsule, on fait passer l’un des bras du robot, puis l’autre,” précise le chercheur, “et une fois à l’intérieur du corps, le robot est configuré de manière à ce que le chirurgien puisse le manipuler depuis l’extérieur.”

Le robot envoie des images en 3D qui permettent d’améliorer la précision du geste.
Le concept : de la chirurgie non invasive dans des parties du corps que l’on pensait inatteignables, sans aucune cicatrice visible. La technique a beaucoup d’intérêt d’après le chirurgien Luca Morelli : “aujourd’hui, la chirurgie par incision unique – avec un seul accès aux organes – a des applications très limitées, mais cette technologie pourrait leur faire prendre une nouvelle dimension et en faire naître de nouvelles, plus complexes, comme les actes chirurgicaux sur le foie ou le pancréas, des organes jusqu‘à présent très difficiles à atteindre.”

L‘équipe travaille désormais, à adapter son prototype aux conditions réelles des blocs opératoires. Sa miniaturisation est nécessaire, mais pas seulement.
“Pour que le robot soit véritablement produit à une échelle industrielle,” souligne Arianna Menciassi, ingénieur biologique de l’Institut biorobotique SSSA, “on doit tout d’abord réfléchir à la stérilisation des moteurs et à des appareils à usage unique,” dit-elle avant d’ajouter, “on doit aussi faire davantage de recherches sur certains mécanismes pour qu’ils soient plus fiables et moins coûteux.”

Autre défi selon Gianluigi Petroni, ingénieur biomédical de ce même Institut : “la miniaturisation du robot qui nécessitera des moteurs plus petits, donc moins puissants. Or on a besoin que le robot ait une certaine puissance pour bouger dans le corps et,” insiste-t-il, “trouver des solutions sera un immense challenge.”

Mais avant tout, pour Paolo Dario, le coordinateur du projet Araknes, “un système de chirurgie robotique doit être bien conçu, il doit répondre à des demandes réalistes, il doit être fiable et son prix doit être juste,” souligne-t-il avant de préciser : “sa technologie doit aussi être entretenue correctement pour que le patient puisse avoir confiance avant de se faire opérer.”

Pendant que certains travaillent sur la présence des robots dans les blocs opératoires, d’autres veulent aller plus loin : ils aimeraient qu’ils soient capables de réaliser certains gestes tout seuls.

Dans un laboratoire de robotique de Vérone (Italie), les scientifiques estiment que l’on peut apprendre aux robots à être autonomes, notamment pour inciser, couper et suturer.

Le bras robotisé est capable d’inciser seul, la reproduction d’un abdomen dans le but de localiser une tumeur dans un rein. Pour y parvenir, il a fallu traduire les gestes chirurgicaux en données qui sont ensuite transférées aux différents éléments mécaniques et informatiques du robot. “On a discuté avec des chirurgiens pour connaître leurs techniques,” raconte Riccardo Muradore, ingénieur contrôle à l’Université de Padoue, “mais c’est très dur pour eux de décrire exactement les forces, les vitesses, les directions qu’ils appliquent lors d’une opération,” affirme-t-il, “on a donc développé des simulateurs pour recueillir les données dont nous avions besoin.”

Grâce au simulateur, les chercheurs ont fourni au robot, des données réalistes. De quoi améliorer sa compréhension des différents scénarios lors d’une opération et peut-être le rendre plus autonome. Monica Verga, ingénieur biomédical à l’hôpital de San Raffaele explique l’intérêt de cette simulation : “elle nous a permis d‘établir ce qui est requis pour un acte chirurgical donné et de définir certaines caractéristiques anatomiques spécifiques d’une tumeur au rein : quelle est la taille moyenne de la tumeur ou encore quelles sont les distances moyennes entre les organes dans le corps,” dit-elle, “on a aussi essayé de comprendre quelles sont les complications les plus importantes qu’un chirurgien peut affronter dans ce genre d’acte et comment il réagit.”

Le robot ne remplacera jamais l’homme, répètent les chercheurs. Pour autant, d’après eux, l’intelligence artificielle offre l’opportunité d’augmenter la précision et l’efficacité des techniques actuelles.

“Un chirurgien – un être humain – n’est pas toujours capable d’avoir la même perception, la même précision que peuvent avoir les équipements et les capteurs chirurgicaux,” souligne Paolo Fiorini, coordinateur du projet I-SUR à l’Université de Vérone, “donc, un robot autonome pourrait éventuellement réaliser certaines techniques tout en recueillant des données précises sur l’acte chirurgical en cours qui pourraient compléter ce que le chirurgien voit et sent avec ses yeux et ses mains.”

Certains spécialistes se disent même curieux de voir comment les systèmes robotisés autonomes pourraient révolutionner la chirurgie.
“On voit aujourd’hui comment un robot est capable de réaliser une incision profonde pour une pathologie qui se trouve dans un organe ; mais à l’avenir,” affirme le chirurgien Umberto Tedeschi, “les robots pourraient éventuellement offrir quelque chose de plus s’agissant du traitement de cette pathologie : ils pourraient essayer de l’enlever, d’administrer des médicaments ou tout autre substance qui pourrait favoriser l‘éradication de cette pathologie.”

Chercheurs et chirurgiens l’affirment : ces applications n’appartiennent plus à la science fiction. C’est pourquoi selon eux, le développement de la chirurgie robotique devra être étroitement surveillée. “A l’avenir,” selon Paolo Fiorini, “les techniques seront moins invasives, ce qui réduira le traumatisme chez les patients et les robots seront aussi de plus en plus intelligents.”

Umberto Tedeschi estime lui que “le robot ne peut pas prendre la place du chirurgien, ce dernier doit conserver sa capacité à manier le robot.” Selon Paolo Dario, “les robots chirurgicaux du futur seront capables d’atteindre les organes humains par des incisions de plus en plus petites ou même par des orifices naturels du corps.”
Arianna Menciassi, elle, pense qu’“à l’avenir, les robots chirurgicaux ressembleront beaucoup à ce que l‘écrivain Isaac Asimov décrivait dans “Le Voyage fantastique” : certains scientifiques mènent déjà des recherches sur le guidage magnétique de fines capsules robotisées dans les vaisseaux sanguins,” explique-t-elle, “ces capsules pourraient atteindre les régions les plus lointaines du système vasculaire et délivrer une thérapie donnée. Ce ne sont pas les thérapies actuelles administrées à l’aide de scalpels ou de forceps,” explique l’ingénieure, “si par exemple, la pathologie se situe uniquement dans un petit groupe de cellules, la thérapie pourrait prendre la forme d’impulsions électriques, de champs magnétiques ou de quelque chose de ce genre.”

Que de chemin parcouru depuis les débuts de la chirurgie robotique il y a 25 ans et l’avenir semble prometteur malgré le coût très élevé de ces intelligentes machines.

.www.araknes.org
.www.isur.eu