Bibliographie

Bibliographie :

• http://www.utc.fr/~farges/dess_tbh/99-00/Projets/robots/robots.htm
• http://www.robot-intelligence-artificielle.com/robots-et-medecine/un-nanorobot-injectable-pour-realiser-des-operations-dans-le-cerveau.html
• http://www.surgetics.org/fr/public/neuromate1.html
• http://www.senioractu.com/Ri-Man-un-robot-japonais-qui-pourrait-venir-en-aide-aux-personnes-agees_a5466.html
• http://www.sante.public.lu/fr/maladies-traitements/examens/types-examens-medicaux/irm-imagerie-par-resonnance-magnetique/index.html
• http://www.santeontario.com/newsitemdetails.aspx?newsitem_id=1293
• http://www.robotimpact.com/news/robots/robots-et-medecine/809-virob-un-micro-robot-medecin-chirurgica
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1473.htm

Vidéo :
http://www.dailymotion.com/video/x1w4we_riman_tech
http://www.youtube.com/watch?v=GfyP3sC94EQ

Presse :
Hors série N°247, juin 2009 science et vie « Le siècle des robots »

Conclusion

Elisha Ouzan , chirurgien cardiologue nous a fait part de son avis sur la robotisation du bloc opératoire :

" Je suis très fidèle à la médecine traditionnelle. L'utilisation d'un robot détruit le contact médecin malade qui me parait essentiel. En effet, un traitement a plus de chance de réussir s'il est issu d'une collaboration médecin malade. Je ne pense pas que le robot peut renforcer ce lien."


La robotisation des blocs opératoires n’en est qu’à ses débuts, mais la suite parait très prometteuse.


Même si les différentes améliorations et techniques apportées par ces robots sont déjà importantes, il reste un énorme cap à franchir avant que cette robotisation ne soit à 100% indépendante et non contrôlée en permanence par un chirurgien.
Cette nouvelle technologie reste en effet très controversée. Suite à un sondage effectué sur notre entourage, nous constatons que 37% des personnes interrogées craignent de faire opérer par un robot, et 48% pensent que seul l’homme est apte a procéder a une opération chirurgicale; même certains membres du corps médical émettent des doutes.


Avoir un robot contrôlé par un chirurgien agrée permet d’accroitre la précision des gestes chirurgicaux de façon significative, or, son rôle dans les blocs a tout de même des limites.

Adresse du sondage :

http://www.123votez.com/sondages/sondage-gratuit-45762_80076.php

b. Mais qui reste largement perfectible

RISQUES ET INCONVÉNIENTS

RISQUES MAJEURS

- Le risque de la panne
Un des risques majeurs dans ce type de chirurgie est un mauvais fonctionnement ou une panne du robot. Le système n’est pas à l’abri de court-circuit, coupure de courant, mauvais mouvement ou mauvaise réponse pour la télé-chirurgie…
Dans ce cas le chirurgien doit avoir les capacités de continuer l’opération sans assistance robotiques.
Un autre risque concerne la télé-chirurgie qui utilise un réseau de transmission sur quelques centaines voir milliers de kilomètres. Une panne du réseau de communication ou une limitation en débit numérique due à des problèmes de saturation du réseau peut entraîner l’interruption de l’opération. Cela aurait des conséquences dramatiques pour le patient sous opération. Il est absolument nécessaire de sécuriser le système de télécommunication.

- Un coût trop élevé
Aujourd’hui le principal handicap des systèmes robotiques en chirurgie est le prix, de l’ordre d’un millions d’euros pour les plus chers, quelque fois inabordables pour les centres hospitaliers. Ces robots médicaux proviennent des Etats-Unis où le marché est très exploité. Les instruments comme les pinces qui accompagnent le robot coûtent également très cher.
Ce prix devrait baisser très sensiblement par l'effet de série, comme cela a été le cas pour la plupart des appareils, tels par exemple les robots porte-optique.




RISQUES SECONDAIRES

- Augmentation du temps d’occupation des salles d’opération
Aujourd’hui, le temps d’occupation des salles d’opération utilisant une technique à base de robots est supérieur à une opération classique. Ce temps peut bien sûr être diminué en fonction de l’expérience de l’opérateur et celle de son équipe.

- Manque de sensations
Le chirurgien, distancé de quelques mètres ou plusieurs kilomètres, perd toutes les sensations tactiles qu’il avait en chirurgie dites classiques.

- Equipe chirurgicale stable nécessaire
L'utilisation d'un robot nécessite la formation de toute une équipe chirurgicale. Celle-ci doit être enthousiasmée et motivée par cette nouvelle technologie pour que les buts espérés soient atteints. Aujourd'hui, le personnel formé est limité. La rotation des équipes chirurgicales n'est pas envisageable pour le moment. Le planning des interventions robotisées est donc réalisé en fonction de la disponibilité du personnel et non pas celle du robot.

- Défauts techniques :

Les robots utilisant des programmes informatiques sophistiqués nécessitent une verification régulière des performances de l'informatique de commande et un suivi des mises à niveau des programmes. De plus ces appareils encombrants peuvent devenir particulierement génants , une miniaturisation s’impose.

a. Une nouvelle chirurgie qui s'avère bénéfique

AVANTAGES


- Précision augmentée des gestes
L’utilisation de robots en chirurgie présente l’avantage d’une précision extrême du geste en reproduisant et en accentuant l’agilité de la main dans toutes ses positions, et en réduisant l’amplitude du tremblement des médecins. En effet, contrairement à la main de l'homme, la pince du robot ne tremble jamais. De plus, ces robots assurent une gestion de la force du chirurgien dans les mouvements fins et complexes.


- Cicatrices plus petites.
La cœlioscopie est une nouvelle forme de chirurgie qui permet de minimaliser les opérations à cœur ouvert en développant des techniques mini-invasives. Elle utilise les orifices naturels afin de voir et traiter les lésions, ce à l’aide de fibres optiques et de mini-caméras. Ainsi les incisions sont nettement réduites et les cicatrices quasi-inexistantes.


- Simulation de chirurgie
Les chirurgiens peuvent grâce à ces robots, s’entraîner à divers actes chirurgicaux et améliorer la qualité de leurs interventions sur les patients. Ces simulateurs doivent restituer le plus fidèlement le comportement des tissus organiques. Cela passe par un rendu graphique et aussi par une modélisation des interactions instrument / tissus afin de donner au chirurgien les sensations haptiques (sentir les efforts exercés sur les tissus).

3. Des avis partagés













b. Les prototypes bientôt en service

L’IRM
• L’IRM en 3 dimensions : L’IRM en trois dimensions arrive à détecter dans les parois ainsi que dans les vaisseaux sanguins avant que la maladie ne se déclare. En effet, cette technique permettra au patient d’éviter une opération.
• L'écho-planar: Cette nouvelle technique d’IRM, plus rapide va diminuer les artefacts pour à terme remplacer le scanner ou l’artériographie.
• L'angio-IRM: Cette autre technique permet une étude des vaisseaux. Ses points forts sont qu’elle n’est irradiante. Elle permet une vision en 3 plans (axial, frontal et coronal). Mais son utilisation est limitée à cause de son coût qui se trouve être 2.5 fois plus cher que celui du scanner.
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Des robots pour assister le personnel médical



Ces robots assistent l’équipe médicale en servant de vidéo conférence mais aussi en transportant le matériel médical. Ils ont la capacité de signaler le réveille d’un patient et de leur fournir les médicaments. Mais de nouvelles fonctionnalités sont encore à l’étude pour rendre ces robots encore plus performants. Un système de nettoyage autonome permet de balayer des surfaces prédéfinies. Celui-ci revient à son point de départ une fois le travail terminé. Il est né en 2004 d'un projet financé par le département d'Ingénierie Electrotechnique et Informatique. Les moteurs sont contrôlés par de petits processeurs qui reçoivent les ordres de l'ordinateur. Il est équipé de capteurs et de deux caméras et est ainsi capable de détecter les obstacles. Il est également possible de lui donner des ordres.

a. Les recherches

Aujourd’hui les chirurgiens sont peu à peu remplacés par les robots . Cette tendance n’est pas prête de s’arrêter, en effet de nombreux projets sont à l’étude et révolutionneront la chirurgie d'ici quelques années.


Les micros robots

C’est au japon que des scientifiques ont réussi a mettre au point un micro robot capable de détruire une tumeur cancéreuse, afin de supprimer les effets secondaire que pourrait créer une chimiothérapie ou des traitements par irradiation. Ce micro robots pèse 5 grammes et mesure 2cm; cette petite taille facilite son introduction dans le corps du patient. Il est également capable de prendre des photos et d'élcairer le chirurgien au cours de l'opération.
Les chercheurs veulent par la suite l‘équiper d’émetteurs et de récepteurs sans fil.
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Proteus

http://www.youtube.com/watch?v=VRMEtCCDR_E&feature=player_embedded

Des scientifiques australiens sont en train de mettre au point un nano-nobot d’un diamètre de 250 nanomètres, soit l’épaisseur de 2 ou 3 cheveux, potentiellement capable d’opérer le cerveau. Il naviguerait des les artères humaines, où les technologies actuelles ne peuvent être utilisées.
Ce robot minuscule serait injecté dans le coup ou près du cerveau, où les flots artériels sont calmes. Il ne serait par exemple pas envisageable de l’injecter dans la jambe car le trajet jusqu’au cerveau serait bien trop long. Cependant, il doit être muni d’un moteur assez puissant pour contrer le courant des vaisseaux sanguins qui est très rapide, de l’ordre d’un mètre par seconde à proximité du cœur. De plus, il ne doit pas rester coincé dans les artères et doit pouvoir être récupéré. Les premières versions testées sont placées au bout d’un cathéter, ainsi si le moteur tombe en panne il suffirait de tirer dessus pour récupérer le robot. Mais ces cathéters sont trop rigides et ne peuvent être facilement manœuvrés.
Ces robots serviraient dans un premier temps à observer, car c’est ce qu’il y a de plus facile. Ils pourraient également servir à la découpe et au ciselage. Si le robot est placé au bon endroit dans le cerveau, il est même possible qu’il lise dans les pensées d’une personne ou qu’il la commande à distance. Mais cette option n’intéresse pas les scientifiques.
Les chercheurs veulent tenter de diriger le micro robot à distances, grâce à des ondes d’une puissance de 2 à 3 watts, équivalentes à la puissance d’un portable.


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2035 : La médecine du futur


Dans cette interview, le docteur Paul Benkimoun évoque le changement d’échelle avec le passage à une imagerie moléculaire, en cours d’expérimentation. La médecine du futur sera essentiellement prédictive en permettra d’évaluer l’efficacité ou non d’un traitement sur un patient, comme par exemple l’étude de deux vaccins pour lutter contre le paludisme. La médecine du futur va permettre d’affiner la chirurgie grâce à la biotechnologies, à la médecine régénératrice, à l’imagerie médicale, cancérologie ou encore génétique.

Médecine prédictive : La médecine prédictive détermine par l'étude des gènes la probabilité de développer une maladie donnée.(encyclopédie l’agora)
IRM : (imagerie par résonance magnétique nucléaire) c’est une technique de diagnostique médical puissante qui fournit des images tridimensionnelles et en coupe de grande précision anatomique. C’est principalement une technique radiologique récente, non invasive et sans effets secondaires connus, basée sur le phénomène physique de résonance magnétique nucléaire. Il s'agit simplement d'observer la résonance magnétique nucléaire (RMN) des protons de l'eau contenue dans l’organisme, c'est à dire la réponse des noyaux soumis à un champ magnétique extérieur et à une excitation électromagnétique.) Définition internet.
Les artères : vaisseau qui conduit le sang du cœur aux organes
Cathéter : sonde chirurgicale
Artériographie : radiographie des artères
Scanner : appareil qui reconstitue des images des diverses parties de l’organisme en coupes fines.
Artefacts : phénomène d’origine artificielle ou accidentelle rencontré lors d’une observation d’une expérience
Vaisseaux sanguins : canal de circulation du sang ou de la lymphe chez les animaux, de la sève chez les végétaux.

2. Un avenir prometteur











b. Rôle actuel dans les hopitaux



SURGISCOPE

La localisation de zones malades sur un patient et les moyens de les atteindre sont des problèmes récurrents dans le domaine médical. Les progrès de l’imagerie médicale permettent désormais de visualiser l’organisme de diverses manières telles que l'imagerie en trois dimensions exploitées par le robot Da Vinci. En effet, la robotique peut aujourd'hui user de son potentiel dans ce domaine avec différents systèmes. Un bon exemple de ce type d’application est le système Surgiscope, un microscope mobile, rapide et redoutablement précis qui permet la localisation en trois dimensions de la zone à traiter. La puissance du logiciel est telle qu'il permet aux utilisateurs de réaliser simplement et rapidement un diagnostic de la situation puis d'établir une stratégie opératoire, leur permettant d'aborder et d'accéder virtuellement à la zone sensible, un robot donc à la pointe de la technologie actuelle.
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ACROBOT & DERMAROB

Parmi les systèmes de guidage du geste chirurgical, il existe des dispositifs sensibles au touché, ce sont les robots dit synergiques. Le chirurgien manipule l’instrument porté par le robot, le rôle de ce dernier étant de limiter les mouvements du chirurgien et éviter ainsi les zones à risque. Ces robots sont équipés de capteur d’effort leur permettant de ressentir la main du chirurgien et d’ainsi suivre celle-ci. Acrobot fait parti de cette catégorie, son champ d’application est la chirurgie orthopédique* du genou dans le cadre de la pose de prothèse totale de genou. Il existe aussi des robots spécialisés dans leur tâche telle que le prélèvement de peau nécessaire à sa greffe*. Ce geste, difficile à maîtriser pour l'être humain par la minutie nécessaire, nécessite de faire avancer le dermatome (instrument de prélèvement) à une vitesse et une pression constante. Dermarob est un robot synergique qui réalise cette tâche parfaitement. Chirurgie orthopédique Spécialité chirurgicale qui concerne le traitement de toutes les affections au niveau des os, articulations, nerfs, tendons et muscles.
• Greffe : Transfert de cellules, de tissus ou d'un organe prélevés soit sur le malade lui-même ou sur un donneur.

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LA METHODE DA VINC & ZEUS


Les opérations sur le cœur telles que les pontages* demandent des manipulations d'une grande minutie, les dimensions des instruments utilisés et en particulier celles des aiguilles se comptent en millimètres. La précision demandée par de telles opérations pourrait alors être d'une plus grande facilité grâce au robot Da Vinci, d'autant plus qu'un chirugien tremble des mains, un défaut bien entendu inconnu aux robots. La précision se trouve alors considérablement démultipliée. La technologie actuelle a su exploiter un maximum du potentiel d'un tel robot, allant de la vision en trois dimensions en haute définition du champ opératoire à la simplicité d'utilisation dû à la reproduction des mouvements du chirurgien par le robot, tout ceci rendut possible par le concept de télé-opération*. Plusieurs robots Da Vinci sont utilisés dans 21 hôpitaux en France, notamment au Nouvel Hôpital Civil de Strasbourg. En novembre 2009, plus de 50 interventions ont été réalisées à l'aide du robot chirurgical Da Vinci au Centre hospitalier de Nîmes mais le vrai frein à sa distribution est son coût: près de 2 millions d'euros. Mais la téléchirurgie est pourtant loin d'avoir atteint ses limites: Ce concept mis en œuvre sur «Da Vinci» a pu être développé à l’extrême avec «Zeus». En effet, une opération à distance a été rendu possible par Zeus via sa vitesse de transmission des données totalement remarquable. L’opération fut un succès, et la prouesse scientifique réelle. Zeus tente aujourd’hui de se distribuer dans le monde.



• Pontage : Technique destinée à remplacer un vaisseau ou une partie de vaisseaux défaillant grâce à un tube synthétique ou un fragment de veine
• Télé-opération : Opération à distance grâce à une machine

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OPERATION LINDBERGH



Cette opération a consisté à opérer une patiente située à Strasbourg depuis New York par le biais d’un robot. Le professeur Jacques Marescaux et son équipe de l'institut de recherche ont effectué une ablation de la vésicule biliaire* en 45 minutes. Le chirurgien a pu manipuler pour cela les bras d'un système robotique nommé Zeus grâce à une vitesse de transmission des données extraordinaire. Pour le professeur Marescaux, une telle prouesse scientifique constitue la 3ème révolution chirurgicale. La démonstration de la faisabilité de cette opération transatlantique a été baptisé opération Lindbergh. Elle symbolise aujourd’hui un avenir fort aboutissant sur le concept de mondialisation du geste chirurgical laissant alors imaginer que tout chirurgien expert pourra participer à une opération chirurgical se déroulant n'importe où sur le globe.

• Vésicule biliaire : Organe situé sous le foie se présentant sous la forme d'un petit sac contenant la bile

a. Naissance de robots chirurgiens


NEUROMATE

Le robot Neuromate, utilisé dès 1989 est un des premiers robots chirurgicaux. C'est un système robotisé à bras articulé associé à un ordinateur; il utilise la même procédure que la chirurgie stéréotaxique*, mais avec une meilleure planification, une plus grande précision et une exécution plus simple. Des milliers d'opérations ont été réalisées avec succès partout dans le monde. C'est notamment grâce à ce robot que Grenoble est aujourd'hui détenteur d'une technique unique au monde de pose de micro-électrodes contre les symptômes de tremblements de la maladie de Parkinson.



Procédure opératoire :

Dans un premier temps, le patient passe une IRM* du cerveau. L’IRM nous apporte la position exacte et en 3 dimensions de la tumeur dans la boite crânienne. Le transfert de ces informations IRM s'effectue vers un ordinateur, et le chirurgien calcule alors la trajectoire la plus appropriée pour accéder à la zone tumorale en tenant compte des régions les plus sensibles, telles que celle de la parole ou de la mémoire. L'ordinateur propose une récapitulation de la procédure opératoire à l'aide d'un exposé imagé, afin que rien ne soit laissé au hasard. Le patient est préparé, on lui pose notamment un casque, qui maintiendra la tête en position fixe. Le bras vient se positionner exactement dans la position adéquate. Après une vérification de la position du robot le chirurgien va procéder à l'opération. La tâche du robot est ici de commander le geste du chirurgien selon un axe fixe, car le chirurgien introduit un outil de perçage dans la boite crânienne. L'outil à haute température facilite le perçage en même temps qu’il brule la plaie. Durant toute l'opération le chirurgien peut suivre en temps réel la trajectoire de son outil au sein du cerveau de même que visualiser la tumeur ou les régions sensibles . Une fois que la boite crânienne est percée, le chirurgien introduit un nouvel outil qui permet de réaliser la biopsie*.



Chirurgie stéréotaxique
Technique qui permet de cibler avec une très haute précision des régions à l'intérieur du cerveau. Comment : elle utilise un équipement de repérage appelé "cadre stéréotaxique" fixé à la tête du patient. La stréréotaxie traite le cerveau comme une carte géographique, elle est basée sur des coordonnées permettant la localisation en 3D. Usage : utilisée pour effectuer des prélèvements de lésions localisées en profondeur du cerveau ; il s'agit habituellement de tumeurs, ou pour explorer le cerveau de certains patients épileptiques, afin de préciser la localisation exacte du foyer qui pourra ensuite être traité.
IRM
L'imagerie par résonance magnétique nucléaire est une technique d'imagerie médicale récente (1980). Comment : grâce aux nombreux atomes d’hydrogène que contient le corps. Placés dans un puissant champ magnétique, ils s’orientent dans la même direction : ils sont alors excités
par des ondes radio durant une très courte période, et produisent un signal qui est enregistré et traité sous forme d’image par un système informatique. Usage : elle permet d'avoir une vue 2D ou 3D d'une partie du corps, notamment du cerveau, lorsqu’une analyse très fine est nécessaire et que certaines lésions ne sont pas visibles sur les radiographies standards.
Biopsie
Prélèvement d'un fragment de tissu sur un être vivant pour l'examen histologique.


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ROBODOC




Robodoc est un robot chirurgical destiné à la pose de prothèses* de hanche, commercialisé par la société Integrated Surgical Systems.

Déjà installé dans certains grands hôpitaux de France comme Grenoble, Nantes, Rennes, Créteil ou Paris, ce robot a été pour la première fois utilisé aux États Unis, à Sacramento. Il est commandé par ordinateur et est équipé d'outils spécialisés pour percer le fémur, afin de poser une prothèse métallique qui va remplacer l'articulation de la hanche abimée. Grâce à cette technique, le positionnement de la prothèse est bien plus précis; celle ci est alors plus efficace et pourra rester un maximum de temps en place.

Ce système ne nécessite aucune opération préalable, il est capable à partir de simples données scanner, de reconstruire une image du fémur en 3 dimensions. Grâce aux images virtuelles, le chirurgien peut alors facilement positionner la prothèse choisie. La mise en place de Robodoc ne nécessite aucune réorganisation particulière du bloc opératoire.

La vidéo ci-dessous est extraire d'un journal télévisé (Midi 2) datant de 1992. Le reportage est consacré à ce robot alors tout nouveau :
http://www.ina.fr/sciences-et-techniques/medecine-sante/video/CAB92064410/robodoc.fr.html


Prothèse
Une prothèse est un dispositif artificiel destiné à remplacer un membre, un organe ou une articulation.

1. Le progrès scientifique
















Introduction


L’homme a depuis toujours cherché à prolonger son espérance de vie, ce par différentes mesures de guérison et de prévention contre les maladies. Au fur et à mesure de l’avancée scientifique, il n’a cessé d’évoluer dans le domaine de la médecine. Depuis une vingtaine d’années, des systèmes de robotique ont permis aux chirurgiens d’améliorer la précision de leurs gestes et ainsi la qualité des soins. Ces robots sont essentiellement basés sur l’imagerie et apportent à l’homme des précisions sur ce qu’il ne peut voir à l’œil nu . Cependant ces dernières technologies sont dépendantes de l’homme, leur autonomie totale n’étant pour l’instant pas envisageable. Ainsi on ne parle pas d’automatisation de l’acte chirurgical, mais bien de robotisation du bloc opératoire.

Nous pouvons donc nous demander : En quoi la robotisation des blocs opératoires améliore t-elle les conditions d’interventions chirurgicales ?

Sommaire




Introduction


1. Le progrès scientifique
a. Naissance des robots chirurgiens
b. Rôle actuel dans les hôpitaux

2. Un avenir prometteur
a. Les recherches
b. Les prototypes bientôt en service

3. Des avis partagés
a. Une nouvelle chirurgie qui s'avère bénéfique
b. Mais qui reste largement perfectible

Conclusion