Pour la première fois, un robot chirurgical autodirigé et entièrement autonome a réalisé une opération laparoscopique sans l’aide des mains d’un humain. L’opération a été réalisée par des chercheurs de l’université John Hopkins et leur système robotique STAR, qui signifie Smart Tissue Autonomous Robot. Cette procédure révolutionnaire fait avancer d’un pas le domaine de la chirurgie sur les humains entièrement automatisée.

STAR a réalisé avec succès l’une des procédures laparoscopiques les plus complexes. 

L’opération réalisée par STAR sur les tissus mous d’un porc est l’une des procédures laparoscopiques les plus difficiles en chirurgie gastro-intestinale : l’anastomose intestinale. L’anastomose intestinale est réalisée pour établir une communication entre deux parties de l’intestin auparavant éloignées, en reconnectant essentiellement deux extrémités de l’intestin, généralement après l’élimination d’une pathologie affectant l’intestin.  

L’anastomose intestinale exige un haut niveau de mouvements répétitifs et de précision, ce qui demande aux chirurgiens de suturer avec une précision et une constance extrême. Même de légers tremblements de la main ou des points de suture mal placés peuvent entraîner des fuites intestinales susceptibles de provoquer des complications catastrophiques pour le patient. 

Le chercheur estime que STAR est aussi performante, voire plus, que les humains. 

L’un des auteurs principaux du projet, Axel Krieger, également professeur adjoint de génie mécanique à la Whiting School of Engineering de Johns Hopkins, estime que le système STAR est comparable, voire meilleur, que les humains pour réaliser la procédure. « Nos résultats montrent que nous pouvons automatiser l’une des tâches les plus complexes et délicates de la chirurgie : la reconnexion des deux extrémités d’un intestin. Le STAR a effectué la procédure chez quatre animaux donnant des résultats nettement meilleurs que ceux obtenus par des humains pour la même procédure ». 

Robot autonome Smart Tissue (système STAR) 

L’exécution réussie de cette procédure représente une étape importante dans l’évolution des robots chirurgicaux automatisés et autoguidés, en raison des nombreux défis que le système STAR a dû relever. Par exemple, les tissus mous représentent un défi majeur pour les robots, car leur propension à bouger les rend imprévisibles. Ils exigent souvent des chirurgiens qu’ils soient capables d’ajuster le plan chirurgical en temps réel pendant les opérations, ce que les robots autonomes étaient jusqu’à présent incapables de faire avec un degré de compétence suffisant.  

D’importants défis en matière de vision et d’imagerie ont été surmontés grâce à de nouveaux systèmes de vision artificielle de pointe et à des algorithmes d’apprentissage automatique qui fournissent des visualisations plus précises du champ opératoire, même lorsque les tissus mous se déplacent au cours de l’intervention, ce qui permet à STAR d’ajuster son plan chirurgical et de s’adapter aux défis en temps réel pendant l’opération, comme le ferait un chirurgien humain. 

STAR a dû surmonter des défis techniques complexes pour accomplir sa mission 

« La particularité de STAR est qu’il s’agit du premier système robotique capable de planifier, d’adapter et d’exécuter un plan chirurgical dans les tissus mous avec une intervention humaine minimale », a déclaré le premier auteur, Hamed Saeidi, chercheur invité en génie mécanique à la Whiting School of Engineering de Johns Hopkins. 

L’équipe de recherche de John Hopkins travaille sur STAR depuis de nombreuses années, ayant déjà réalisé une procédure laparoscopique réussie sur un cochon en 2016, cependant cette procédure nécessitait une incision en trou de serrure beaucoup plus grande et davantage de guidage de la part des humains. Le fait que l’équipe ait fait autant de progrès dans l’intervalle est de bon augure pour l’évolution et l’adoption de la technologie, alors que le domaine médical s’oriente vers des approches plus laparoscopiques pour les chirurgies. Certains chercheurs pensent que cette approche robotique peut normaliser un niveau de performance plus élevé dans le domaine. 

Un chercheur estime que l’anastomose robotisée a le potentiel de démocratiser certains éléments des soins aux patients.  

« L’anastomose robotisée est un moyen de s’assurer que les tâches chirurgicales qui nécessitent une grande précision et une grande répétabilité peuvent être effectuées avec plus d’exactitude et de précision chez chaque patient, indépendamment des compétences du chirurgien », a déclaré Krieger. « Nous émettons l’hypothèse que cela se traduira par une approche chirurgicale démocratisée des soins aux patients, avec des résultats plus prévisibles et cohérents pour les patients. » 

La chirurgie robotique, ou chirurgie assistée par robot, peut apporter de nombreux avantages aux patients, aux médecins et au système de santé. Elle permet aux médecins de réaliser de nombreuses procédures complexes avec plus de précision, de flexibilité et de contrôle que les méthodes traditionnelles. L’évolution de la chirurgie assistée par robot vers une chirurgie entièrement automatisée n’en est encore qu’à ses débuts, mais elle progresse rapidement et nous suivrons ses progrès avec intérêt.  

L’article a été publié dans la revue Science Robotics. 
Source : Université Johns Hopkins.

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