Exposition du 14 juin au 15 novembre 2012
L’AVENIR DE
LA CHIRURGIE ROBOTIQUE
Vision du futur: Le «chirurgien à l’intérieur du patient».
La chirurgie robotique du futur rendra au chirurgien la sensation d’opérer avec ses propres mains à l’intérieur du patient.
Deux voies de développement permettront d’atteindre ce but:
1) Les robots du futur seront plus légers, moins encombrants, plus facile à manipuler.
Sur la photo en haut, nous voyons un tel prototype de robot chirurgical, le MiroSurge du DLR (Centre Allemand pour l’Aéronautique et l’Espace) en Allemagne. Ce robot permet l’opération sur le cœur battant, le robot compensant le mouvement du muscle cardiaque. Les images ci-dessous montrent un prototype de robot à accès endoscopique unique, laissant la table d’opération librement accessible.
Le micromanipulateur interne consiste en deux pinces commandées de façon intuitive comme deux mains du chirurgien.
2) Le talon d’Achille de la chirurgie robotique du présent est le manque de sensation tactile. C’est comme si le chirurgien devait manipuler sans le sens du toucher. La recherche travaille à des systèmes qui rendent la sensation du toucher au chirurgien. C’est ce qu’on appelle «systèmes haptiques» ou «à retour de force» (Force Feedback).
Une telle interface haptique, développée par Force Dimension, start-up du LSRO de l’EPFL, est utilisée au DLR (Centre Allemand pour l’Aéronautique et l’Espace).
Exemple de reproduction du sens du toucher (palpation). Des petits ballonnets intégrés dans un moule en plastique et connectés à des valves d’air comprimé reproduisent la sensation du toucher lors de la palpation d’une artère invisible. – © EPFL
Interface à retour de force à 6 composantes avec cinématique ergonomique adaptée à la chirurgie, avec faible inertie et détection de présence de la main. Le système se bloque dès que le contact de la main du chirurgien n’est plus détecté. – © EPFL
Futur: Fusion de robotique, réalité virtuelle, neurosciences cognitives
Dans cette perspective, le Laboratoire de Robotique de l’EPFL collabore étroitement avec le Laboratoire de Neuroscience Cognitive (EPFL).
L’EPFL étudie le phénomène «d’incorporation» («embodiment»), le processus qui amène le cerveau à intégrer un outil en tant que partie du corps:
- Les consoles de commande du futur intégreront retour de force, sensation du toucher (pulsations, palpage), texture et température.
- De telles consoles pourront être utilisées avec des modèles en réalité virtuelle, pour l’entraînement, la planification pré-opératoire et pour le pilotage sur une cible précise selon des données tridimensionelles d’imagerie médicale, signalant par exemple des zones à haut risque.
- La surcharge cognitive du chirurgien peut ainsi être réduite.
- Une incorporation intuitive accroîtra précision, vitesse, dextérité et sécurité.
- Un contrôle du mouvement grandement amélioré: compensation de tremblements, de battements du cœur du patient par exemple, réduction d’échelle du mouvement, sous-tâches (par exemple suturing) semi-automatisées, etc.
- Des procédures de chirurgie entièrement nouvelles seront développées sur ces bases.
Le manipulateur développé par le Dr Marc Vollenweider (ancient doctorant du LSRO) est utilisé pour la recherche sur la manière du système neuro-moteur à s’approprier un outil («embodiment»). Un développement de ce prototype est commercialisé pour l’entraînement du robot da Vinci.
Étude de retour de sensation au LSRO de l’EPFL, trouver une veine cachée par palpation. Le sens du toucher est rendu par des petits ballonnets gonflés à air comprimé, intégrés dans la poignée de manipulation.