Confort pré-opératoire accru, meilleure vue du champ opératoire, plus grande précision… Les robots en ingienerie médicale sont aujourd’hui capables de rendre d’importants services au corps médical, mais aussi d’assurer une meilleure prise en charge des patients. La robotique médicale a donc pour objectif principal l’assistance au geste médical pour une amélioration de la qualité des soins. Les spécificités de ce domaine de recherche proviennent, entre autres, de la nécessaire interaction du système robotique avec le patient et le praticien qui doit se faire en toute sécurité, ainsi que du respect des contraintes particulières de la salle d’opération. Les recherches en robotique médicale se sont intensifiées ces dernières années, soutenues par plusieurs incitations nationales (programme Robea, ACI et RNTS) et européennes. Où en sommes-nous aujourd’hui ? Et le médecin dans tout cela ?
Avant tout, le journal lemonde.fr vient de sortir ce jour un papier titrant « Dossiers de patients sur le Net : le secret médical pris en défaut« . C’est le magazine spécialisé ActuSoins qui a révélé cette négligence. Tout a commencé par une simple recherche bibliographique dans le cadre de la préparation d’un article. Surprise : le nom d’un médecin recherché renvoie à une prescription signée de sa main, avec les coordonnées et les antécédents médicaux de son patient.
C’est donc le plus grand des hasards qui amène un journaliste à soulever le couvercle. De recherches Google en recherches Google, ActuSoins a mis le doigt sur des dizaines de failles et de maladresses du personnel de santé qui permettent à tout un chacun de prendre connaissance de données médicales confidentielles. Et évidemment, éditeurs de logiciels, comme établissement de santé, personne ne semble vouloir porter la responsabilité de ces failles qui rendent accessibles des données médicales confidentielles à l’internaute lambda. Erreurs dues à un personnel débordé ? Comment enrayer des gestes aussi simples que la transcription de données ? Là-aussi, faudra-t-il robotiser pour éviter l’erreur humaine ?
Quand les ordinateurs prescrivent mieux que les médecins
Le site d’information de l‘université d’Indiana, aux Etats-Unis, a publié le 11 février 2013 des résultats de recherche qui pourraient transformer la manière dont les médecins nous soignent. Deux chercheurs en informatique de l’université d’Indiana, Casey Bennett and Kris Hause, ont développé un programme capable de «penser comme un médecin».
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Le programme informatique utilise un processus de prises de décisions séquentielles basé sur l’intelligence artificielle. Il s’agit, à chaque étape du traitement, de prendre une nouvelle décision fondée sur toutes les conséquences possibles et en connaissant tous les antécédents. Les deux chercheurs, qui se spécialisent également en robotique, ont testé leur programme sur les dossiers médicaux de cinq cent patients. Le programme prenait une décision à chaque nouvelle visite médicale enregistrée, sans connaître l’issue réelle du traitement.
Puisque les dossiers médicaux étaient déjà constitués, il était impossible de «tester» la décision du programme sur les cinq cent patients. Casey Bennett a expliqué au magazine Slate.fr par téléphone avoir «comparé les décisions prises par leur programme avec une base de données de trente millions de cas. Les patients aux symptômes similaires à ceux du groupe initial avaient reçu différents traitements, avec différents résultats». Il a ainsi été possible de déterminer que le programme améliorait l’issue pour les patients de près de 50%, après optimisation.
Par ailleurs, le blog Giacom, spécialisé dans les start-ups et les nouvelles technologies, informe que les frais médicaux engendrés dans les traitements prescrits par le programme étaient en moyenne 58,5% inférieurs à ceux recensés dans les dossiers médicaux originaux.
Le programme, dit Casey Bennett, pourrait se révéler particulièrement utile «pour éviter les surprescriptions». Continuer un traitement plus longtemps que nécessaire est très coûteux et peut s’avérer dangereux pour la santé des patients. L’exploitation des larges bases de données médicales par des programmes intelligents pourrait aider les médecins à déterminer le moment auquel un traitement a atteint le maximum de ses effets.
Les deux chercheurs ont précisé à l’IU Newsroom qu’ils ne souhaitaient pas «remplacer les docteurs». Ce type de recherches soulève en effet régulièrement la critique. A l’IU Newsroom, Casey Bennett a confié qu’il faut «laisser les humains faire ce qu’ils font le mieux, et laisser les machines faire ce qu’elles font le mieux. Au final, nous pourrions maximiser le potentiel des deux.»
Ces résultats font échos à d’autres avancées dans le domaine de l’intelligence artificielle combinée à de larges bases de données. Il y avait par exemple Watson, un ordinateur d’IBM, qui avait gagné au jeu américain Jeopardy, sorte de Question pour un champion truffé de jeux de mots. Dans le futur, des programmes tels que celui de Casey Bennett et Kris Hause pourront peut-être équiper des robots-soigneurs, comme on en trouve déjà au Japon. (Source : Pamela Duboc / slate.fr 15 février 2013.)
Un robot capable d’opérer sans assistance humaine
Ce n’est pas une scène de film de science fiction. Cette photo montrant un robot en train de réaliser une opération chirurgicale sans l’assistance d’un médecin ou d’un être humain, est bien réelle. Il s’agit d’une expérience réalisée par des chercheurs de l‘Université américaine de Duke.
Selon le site de cette université américaine, les bioingénieurs ont créé un robot capable de localiser seul une lésion sur des simulations d’organes humains, de guider un dispositif de prélèvement vers la lésion et de prendre de multiples échantillons durant une seule session. Le tout sans l’assistance d’un médecin. Les chercheurs espèrent que ces expériences pourront permettre un jour aux robots de procéder à des opérations chirurgicales simples de manière autonome.
Liang Kaichen, un ancien étudiant du laboratoire du professeur Stephen Smith, relate l’expérience : «Au début de cette année, nous avons démontré qu’un robot, dirigé par l’intelligence artificielle, peut, à lui seul, localiser des kystes dans des simulations d’organes humaine avec une précision élevée. Maintenant, nous avons montré que le robot peut faire des échantillons de huit différents endroits dans le tissu d’une simulation de prostate humaine».
Fastcompany.com rapporte que le robot surnommé Biopsy fonctionne grace à de l’imagerie en 3D et à la technologie à ultrasons pour ses mouvements. Les ultrasons lui servent d’yeux. Le robot utilise des donnés collectées en trois dimensions et envoie des commandes à ses mains mécaniques, qui examinent les lésions et sont capables alors de prélever des échantillons. Si on en croit les essais effectués par les chercheurs de l’Université de Duke, le robot chirurgien de la prochaine génération a obtenu un taux de satisfaction de 93% aux différents tests.
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Le professeur Stephen Smith, chef de l’équipe de l’Université de Duke qui a réalisé cette avancée technologique, est très satisfait : «Une des beautés de ce système est que tout le matériel pour sa fabrication est déjà disponible sur le marché. Nous croyons que c’est la première étape qui montre qu’avec quelques modifications, les systèmes de ce genre peuvent être construits sans avoir à développer une nouvelle technologie.» (Source : slate.fr)
Réalité virtuelle, scalpel intelligent… : la chirurgie de demain est en marche
Des systèmes de réalité virtuelle pour permettre aux chirurgiens de se former, des scalpels capables de « sentir » ce qu’ils coupent, des robots chirurgiens de plus en plus performants… Voilà quelques-unes des innovations, qui vont changer la chirurgie de demain. Vous ne regarderez plus votre chirurgien de la même manière…
Les nouvelles technologies ont déjà un impact majeur sur la gestion de la santé. La révolution numérique n’épargne pas même la chirurgie. Découvrez trois domaines qui pourraient bien transformer les salles d’opération.
Les chirurgiens se mettent à la réalité virtuelle
De la même manière que les pilotes de ligne s’entraînent des heures sur des simulateurs, les chirurgiens bénéficient de plus en plus des progrès informatiques. Ainsi, de nombreuses entreprises se sont lancées dans la mise au point de simulateurs en trois dimensions, permettant aux chirurgiens d’exercer la dextérité propre à leur activité. Les médias se sont ainsi fait l’écho de systèmes permettant la modélisation d’organes humains s’appuyant sur la réalité virtuelle.
En tapant « réalité virtuelle et chirurgie » sur Medline, la plus grande base de données recensant les publications scientifiques, on ne trouve pas moins de 214 publications. On a vu tour à tour un simulateur de gestes pour les opérations du foie développé par l’Institut national de recherche en informatique et automatique (Inria), les opérations en coloscopie présentées lors du festival de la science en Grande-Bretagne, gastroscopie, gynécologie, neurologie, ophtalmologie, etc.
Casques virtuels, scalpels au bout de bras robotiques… La salle d’opération pourrait bientôt changer de physionomie. Mais quel que puisse être le degré de sophistication de ces systèmes, ils se heurtent actuellement à un obstacle de taille : rendre compte de la texture des tissus opérés. La distinction entre la peau et l’os peut être rendue mais pour des différences tactiles plus subtiles, les chercheurs progressent à petit pas.
Un scalpel intelligent !
La chirurgie du futur pourrait bien accueillir de nouveaux outils parmi lesquels des scalpels intelligents. Des scientifiques japonais de l’Université de Tokyo développent actuellement des outils capables de « sentir » la forme et la texture des objets qu’ils touchent.
Ces nouvelles avancées en haptique (étude scientifique du toucher) pourraient révolutionner la chirurgie. Pour démontrer les possibilités de leur technologie Smart-Tool, les chercheurs ont utilisé un verre dans lequel se superposaient une couche d’huile et une couche d’eau. Alors que la distinction est impossible au toucher, le stylet Smart-Tool a permis de distinguer les deux milieux. L’expérience a pu être reconduite avec des oeufs durs, le stylet distinguant le jaune du blanc.
On comprend les incroyables possibilités chirurgicales si des scalpels pouvaient être équipés de la même technique. Ils permettraient une précision inégalée.
Les robots envahissent la salle d’opération
Les robots débarquent également en salle d’opération. Dès 1998, un nouveau robot d’intervention « Da Vinci », développé par une société américaine Intuitive Surgical Inc, est utilisé lors d’une opération du coeur, pratiquée par le Professeur Carpentier.
Les principales innovations de ce système comprennent un poignet artificiel (encore bien plus performant que la main du chirurgien !) et une caméra tridimensionnelle. Derrière sa console, le chirurgien opère virtuellement à l’aide de petites manettes. Ses gestes sont analysés puis retranscrits par les bras articulés du robot au contact du malade. En France, deux programmes de « robots chirurgicaux » sont déjà à l’essai.
Mi-juillet, une équipe de chirurgie orthopédique de Bordeaux a réalisé l’implantation d’une prothèse du genou, aidée par un robot chirurgien. Cette première nationale a succédé à une première mondiale réalisée par une équipe de l‘Institut mutualiste Montsouris : une ablation du colon gauche et une autre du rectum grâce à un assistant robot fabriqué par la firme Altera.
Les robots peuvent même assister l’homme dans des opérations de neurochirurgie. L’une des principales difficultés de la chirurgie du cerveau est le risque d’endommager des tissus sains en ciblant la tumeur ou la zone affectée. Ainsi, certaines localisations tumorales rendent les opérations impossibles.
Les robots peuvent assister le chirurgien en guidant les instruments chirurgicaux sur la zone ciblée avec une extrême précision, minimisant ainsi les risques de dommages cérébraux. Le robot Pathfinder de la firme Armstrong Healthcare est le premier robot capable d’établir une cartographie du cerveau à partir d’une visualisation par scanner du crane d’un patient et d’aider le praticien dans le choix du parcours.
Ces découvertes ne représentent que trois grands axes de recherche et ne prétendent en rien être exhaustives. Les techniques d’imagerie médicale avec la mise au point d’endoscopes toujours plus performant ou de techniques non invasives de plus en plus précises sont autant de domaines qui préfigurent sans nul doute la chirurgie du futur. Demain, passer sur le billard pourrait être un jeu d’enfant ! (Source : David Bême /doctissimo.fr)
Robotique médicale : un ingénieur français remporte la 4e place mondiale
Un Français vient de décrocher la quatrième place du classement des dix entrepreneurs de pointe les plus révolutionnaires, un classement élaboré par la revue canadienne Discovery Series. Bertin Nahum arrive juste derrière Steve Jobs, Mark Zuckerberg et James Cameron au classement des dix entrepreneurs de pointe les plus révolutionnaires émis par la revue canadienne Discovery Series. Mais lui n’a pas créé un téléphone ergonomique ou un réseau social à succès, mais un robot médical révolutionnaire : Rosa, le robot GPS du cerveau.
Son entreprise, Medtech, existe depuis 10 ans et connaît un succès grandissant grâce à la fabrication de robots technologiques d’assistance en chirurgie. Celui qui lui vaut cette reconnaissance internationale, c’est Rosa, un appareil d’assistance de chirurgie cérébrale. Un robot « qui agit comme un GPS, et qui permet au neurochirurgien de planifier très précisément une opération, grâce à une série de cartes, où plutôt d’images comme des IRM qui permettent de cartographier le crâne », explique l’ingénieur.
Si le chirurgien doit par exemple implanter des électrodes, il va pouvoir prévoir son acte au millimètre près et se servir des indications de ce GPS pour guider ses gestes pendant les différentes phases de l’opération.
Ce robot a été acheté par plusieurs établissements dans le monde entier et a déjà été utilisé dans plus de 600 opérations. Cet ingénieur en robotique est tombé dans le domaine médical dès la sortie de ces études. Depuis, il n’a eu de cesse de travailler au contact des médecins pour élaborer des outils facilitant leur travail. Aujourd’hui, leur nouveau défi est d’adapter le système Rosa pour créer un nouveau robot, spécialisé lui dans la chirurgie de la colonne vertébrale. (Source : Stéphanie Rathscheck / France5 – allodocteurs.fr – Oct. 2012)
Le robot médical Da Vinci (chirurgie)
Un Da Vinci est un robot médical, et plus précisément une machine dirigée par un chirurgien pour réaliser des opérations, principalement au niveau de l’abdomen. Il est vendu par l’entreprise américaine Intuitive Surgical. En avril 2011, elle indiquait que 1 750 exemplaires étaient en service dans le monde. Début 2010, il n’existait pas de concurrent au robot Da Vinci.
Comment ça marche ?
Le Da Vinci est composé de deux parties. La première se situe au-dessus de la personne à opérer et comporte trois (dans sa première version) ou quatre (à partir du modèle Da Vinci S) bras manipulateurs. Un bras tient une caméra endoscopique, les autres tiennent des instruments chirurgicaux tels qu’un bistouri, ou plus précisément un électrobistouri qui découpe les tissus à l’aide d’un courant électrique.
La seconde est située à quelques mètres de la première, et comporte un siège sur lequel s’assied le chirurgien, deux écrans devant lesquels ce dernier vient placer ses yeux et qui retransmettent en direct la vue en 3D de la caméra endoscopique située sur la première partie, et deux manettes pour contrôler les instruments chirurgicaux situés sur la première partie. Les deux parties sont reliées par de nombreux câbles afin de transmettre les données de contrôle dans un sens, et de vision dans l’autre.
Un Da Vinci coûte entre un et deux millions d’euros en France. Suivant les versions, il peut peser 650 kg, ou 500 kg.. Une version mesure environ deux mètres de haut et un mètre de profondeur.
Plusieurs mécanismes de sécurité sont présents : les bras manipulateurs ne peuvent pas bouger si la tête du chirurgien n’est pas en contact avec la partie permettant de voir le champ opératoire, une protection empêche les bras d’endommager les tissus au niveau du trou par lequel ils pénètrent dans le corps, et une batterie de secours permet au Da Vinci de fonctionner pendant 20 minutes en cas de coupure de courant.
Avantages et inconvénients :
Avantages : L’utilisation du Da Vinci par un chirurgien apporte plusieurs avantages : ses bras manipulateurs possèdent sept degrés de liberté, contrairement au poignet humain qui n’en possède que trois, et ils permettent une plus grande précision, car les petits mouvements (tremblements) du chirurgien n’ont pas d’effet sur eux]. Lors d’une opération avec un Da Vinci, le chirurgien bénéficie d’un meilleur confort que lors d’une opération classique, il se fatigue donc moins et évite également certains troubles musculo-squelettiques, de type tendinite.
Une opération réalisée à l’aide du Da Vinci est moins invasive que si elle est pratiquée directement par le chirurgien, il y a donc moins de risques de complications postopératoires et les temps d’hospitalisation sont plus courts.
Inconvénients : Le Da Vinci coûte cher à l’achat : plus d’un million d’euros. D’autre part les interventions réalisées avec le Da Vinci sont plus chères : 2 000 € de plus au CHU de Nantes, 25 à 30 % de plus aux hôpitaux universitaires de Genève. Elles sont également environ deux fois plus longues en moyenne, d’après Intuitive Surgical, notamment lorsque le chirurgien n’est pas habitué au robot. Le Da Vinci ne procure pas de sensation tactile au chirurgien lorsque les pinces touchent un organe, bien que cette amélioration soit prévue à l’avenir par le fabricant.
D’autre part, la société Intuitive Surgical qui fabrique le Da Vinci est aujourd’hui en situation de monopole. (Source : Wikipedia)
Médecine : le futur appartient-il aux robots ?
Loin des rêves de science fiction, la présence de robots médecins dans les hôpitaux devient réalité.
Des hôpitaux remplis de malades, un manque de personnel ? La solution semble être de combler le déficit humain du personnel médical grâce à des robots intelligents et à l’assistance à distance des médecins.
RP-VITA est le robot destiné aux hôpitaux présenté par la société iRobot au CES 2013 de Las Vegas. Cette plateforme mobile réalisée en collaboration avec la société InTouch Health permet aux médecins d’ausculter les patients à distance.
RP-VITA est une colonne mobile munie d’une tablette interactive qui intègre une navigation optimisée, possède son propre agenda et se déplace en fonction des rendez-vous programmés pour rendre visite à ses patients et intègre des instruments médicaux tels qu’un stéthoscope électronique, un otoscope (appareil pour contrôler le conduit auditif) et un équipement à ultrasons permettant au médecin d’effectuer le diagnostic à distance. Le robot se déplace seul en milieu hospitalier grâce à une carte interactive de l’hôpital mais peut également être télécommandé.
« Le RP Vita va changer la donne dans le domaine des soins de courte durée et de la « télémédecine ». Il deviendra la pierre angulaire de nombreux usages et manipulations en milieu hospitalier. Il permettra d’optimiser l’offre de soin actuelle et à force de développements et de nouvelles collaborations, cette plateforme sera à l’origine d’innovations médicales qui dépasseront les limites de notre imagination. » s’enthousiasme le docteur Yulun Wang, président de InTouch Healh.
Une technologie qui semble faire ses preuves dans les centres hospitaliers où elle est déjà en fonction. Les patients semblent se montrer très réceptifs et les files d’attente se sont réduites. Si l’un des avantages est de pouvoir demander l’avis d’un médecin, même si ce dernier se trouve à l’autre bout de la planète grâce à une connexion et à une webcam, il est indéniable que le contact humain reste indispensable dans certains cas et ne saurait être remplacé par un robot.
Est-il possible d’imaginer un jour qu’un médecin en vacances au bord d’une plage puisse annoncer par l’intermédiaire d’un robot à son patient qu’il est atteint d’une maladie grave ? La technologie permet de formidables avancées pour l’humanité. Il ne reste à espérer de l’Homme qu’il en fasse bon usage. (Source : Sandra Bontemps-Segura / locita.com / Janvier 2013)
Conclure sur la robotique médicale
La robotique se développe, se modernise et se perfectionne au grand bénéfice de la médecine avec trois principaux types de robots : ceux qui forment les médecins, ceux qui aident les médecins dans leurs taches et ceux qui remplacent un organe du corps d’un malade.
L’objectif principal des robots médicochirurgicaux est de développer une coopération entre un homme (le chirurgien) et une machine (le robot) qui cherche à exploiter les capacités des deux pour réaliser une tâche mieux que ce que pourrait faire l’un des deux tout seul.
La technologie doit donc permettre au chirurgien d’améliorer son pouvoir de perception, de décision et d’action grâce par exemple à l’utilisation de systèmes de vision, de capteurs ou d’actionneurs spécifiques. Il en résulte qu’une des caractéristiques majeures d’un système médical est d’interagir intimement avec un environnement humain c’est-à-dire avec des personnes, entraînées ou non, dont le comportement peut être extrêmement imprévisible.
Ainsi, un robot médical est dans tous les cas, un système complexe incluant une structure mécanique articulée et motorisée, une Interface Homme Machine et des instruments, des composants électroniques et un contrôleur logiciel. Ces éléments sont intégrés de manière à réaliser quotidiennement une ou plusieurs tâches médicales de façon sécurisée.
Ces interventions sont effectuées dans un environnement contraint et non structuré, dans un volume de travail limité, à l’intérieur ou à l’extérieur de l’enveloppe corporelle du patient. On comprend alors aisément que toute défaillance du système peut être extrêmement critique ; la sécurité étant donc une question essentielle lors de la conception d’un robot médical, en raison des interactions que ce dernier exerce avec les êtres humains.
Pour ce qui est des organes prothèses, eux aussi considérés comme robots car mécaniques, il reste de nombreux progrès à faire. De plus, leur coût étant très élevé, cela reste inaccessible à la majorité des personnes amputées dans les pays qui en ont le plus besoin. A l’heure actuelle, les perspectives en termes de conception en robotique médicale sont très orientées vers la miniaturisation des instruments dédiés à haute dextérité ; par exemple, il existe pour la chirurgie cardiaque à cœur ouvert, des robots tout à fait originaux tel que le robot osmotique à contrôle biochimique.
Ouverture : L’avancée technologique dans la robotique médicale est importante, ceci offrira certainement une grande aide aux médecins, et une meilleure probabilité de soin chez le patient. Toutefois, ce désir de développer ce domaine peut engendrer de graves conséquences dont on ne pourrait se douter comme la question de la dépendance des robots ou de l’apparition de l’homme bionique.
On pourrait alors se poser les questions suivantes : jusqu’à quel point l’avancée technologique dans la robotique médicale peut-elle faire changer la vie humaine ? Ce développement n’est-il pas susceptible de diminuer l’importance de l’homme-médecin ?
Les chercheurs actuellement s’intéressent énormément à la création de robots plus performants. Cependant, cette ambition risque de faire disparaître le médecin ou du moins réduire son importance, pour n’avoir exclusivement à faire qu’au robot dans le bloc opératoire. En effet, les médecins seront sans doute de moins en moins nombreux et l’on s’intéressera uniquement à la formation des personnes pour commander ces robots. La robotique médicale n’est d’ailleurs pas seulement utilisée en salle d’opération. Elle est également utilisée pour remplacer un organe défaillant ou un membre amputé. Cette utilisation permet de surpasser les limites de la greffe. Mais ceci fait perdre à l’homme son naturel.
On parlera alors d’homme bionique, un homme complètement transformé en robot. On remplacera petit à petit les organes défaillants ou morts et on créera des hommes immortels, mais sans âme. Les avancées dans la robotique médicale peuvent être illimitées, elles constituent malgré tout un danger potentiel.
Faut-il alors accentuer la recherche dans la robotique ? (Source : robotiquemedicale.e)
Article réalisé par paixetdeveloppement.net / mars 2013
– Article « La robotique médicale, Aujourd’hui utile, demain indispensable » (nouvel économiste.fr / Julien Fournier – 14 mars 2013)
– Article « Les prothèses robotisées à la pointe de la technologie » (futurscience.com – 16 mars 2013)
– Exposé Master d’Odile Foulon : « Homme bionique, téléchirurgie. La médecine passe à l’ère numérique ».
– Lire « Peut-on encore gagner la course contre la machine ? » de Erik Brynjolfsson, professeur au MIT Sloan School of Management.
– Article « Vers la fusion homme-machine » de Blaise Mao et Jérôme Ruskin
