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De la chirurgie robotisée au robot chirurgien...

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Edito : De la chirurgie robotisée au robot chirurgien...

Vendredi, 03/11/2023 - 00:00 0 commentaire
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René Trégouët
Sénateur Honoraire
Créateur du Groupe de Prospective du Sénat
Rédacteur en Chef de RT Flash

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EDITORIAL :

De la chirurgie robotisée au robot chirurgien...

En juin 1985, le "New York Times" publiait un article célèbre intitulé «"Un bras robotisé participe à trois opérations du cerveau", décrivant ce qui est considéré comme l’une des premières interventions robotisées au monde, réalisée au Memorial Hospital de Los Angeles (Voir The New York Times). Quatre ans plus tard, en1989, un grand chercheur français visionnaire, le Professeur Alim Benabid, réalisait au CHU de Grenoble, en mars 1989, la première intervention de neurochirurgie stéréotaxique grâce à l’assistance d’un robot développé au sein du laboratoire TIMC.

Presque 40 ans plus tard, les robots chirurgiens ont envahi tous les domaines de la chirurgie et de l’intervention médicale et sont en train de repousser les limites de l’impossible, permettant des interventions chirurgicales et thérapeutiques qui auraient tout bonnement été inimaginables il y a encore quelques années.

Le robot CoBra, développé par le Centre de recherche en informatique, signal et automatique de Lille (CRIStAL), a été conçu pour placer avec une extrême précision des grains radioactifs avec une précision millimétrique. Le chirurgien peut contrôler l’aiguille à distance, à l’aide d’un joystick et d’images HD en temps réel, fournies par l’IRM. Pour le malade, le gain en matière de confort est considérable car ce robot est capable, en fonction de la tumeur à traiter, d’introduire autant de grains que nécessaire à partir d’un point d’entrée unique de l’aiguille par la peau du périnée.

Les robots de nouvelle génération vont également transformer la prise en charge des cancers du côlon ou du rectum. Actuellement, les chirurgiens ont recours à un endoscope muni d’un bistouri électrique. Mais cette technique, bien que peu invasive, est techniquement complexe. C’est pour surmonter cet obstacle que le laboratoire Icube du CNRS a conçu Ease. Ce robot-endoscope permet de contrôler de manière indépendante les mouvements de la caméra et des instruments chirurgicaux, ce qui rend l’intervention à la fois plus facile, plus rapide et bien moins risquée pour le malade. Les essais sur l’animal ont démontré qu’un chirurgien peu expérimenté utilisant le robot est plus performant et rapide qu’un spécialiste confirmé travaillant sans assistance robotique. 

La prochaine étape des chercheurs va consister à intégrer un système d’imagerie au robot, capable d’identifier les tissus cancéreux dans l’intestin, ce qui permettra une ablation en temps réel de la tumeur détectée.

A Montpellier, la société AcuSurgical est en train de faire entrer la chirurgie de la rétine dans une nouvelle ère grâce à une solution robotique de pointe destinée à rendre la microchirurgie rétinienne plus performante, plus accessible et reproductible. « En France, une personne sur trois, de plus de 66 ans, souffre d’une pathologie de la rétine (DMLA, trous maculaires, occlusions veineuses…), c’est donc un problème de santé publique », explique Christoph Spuhler, le fondateur de cette société créée en 2020, en partenariat avec le Laboratoire d’informatique, de robotique et de microélectronique (Lirmm) de Montpellier. 

Alors qu’un excellent chirurgien peut opérer avec une précision de l’ordre de 200 microns, le robot d’AcuSurgical atteint une précision de 10 micromètres. En outre, ce système robotique permet au chirurgien d’intervenir dans un environnement tridimensionnel grâce à une prise de vue associant deux caméras. Equipé de lunettes de vision 3D, il contrôle les instruments chirurgicaux placés sur le bras robotique à l'aide d’un joystick. Cette nouvelle technologie chirurgicale ouvre la voie vers des interventions impossibles à réaliser par les moyens actuels, et notamment des injections sous-rétiniennes dans le cadre de thérapies cellulaires pour traiter des maladies comme la dégénérescence maculaire.

En début d'année, une autre technique de chirurgie robotisée innovante, a permis une ablation “ex-vivo” (hors du corps) de trois tumeurs sur un rein, suivie d’une auto-transplantation rénale. Cette intervention hors norme a été réalisée par le Docteur Nicolas Doumerc et a permis à une patiente de 68 ans de conserver son rein et de retrouver une vie normale. Cette nouvelle stratégie chirurgicale ouvre de nouvelles perspectives dans le traitement des lésions multiples et complexes du rein (Voir Springer Link).

L'Institut Gustave Roussy expérimente pour sa part depuis un an un robot français conçu pour détruire de petites tumeurs sous contrôle radiologique. C'est la société Quantum Surgical qui a mis au point ce robot, baptisé “Epione”, dédié au traitement curatif des cancers. Déjà utilisé pour les tumeurs de l’abdomen (dont le foie, les reins et le pancréas), ce robot qui utilise l’intelligence artificielle a déjà permis de traiter plus de 200 patients en France et aux États-Unis, et vient d’obtenir le marquage CE pour soigner les patients atteints de tumeurs pulmonaires. À partir d’un scanner réalisé au début de l’intervention, il va être programmé pour détruire les métastases dans le poumon des patients, grâce à une aiguille placée au bout de son bras articulé pour le contrôler. « Elle va permettre de brûler la métastase par radiofréquences, sans avoir besoin d'ouvrir à l'intérieur du corps », précise le Docteur Frédéric Deschamps.

En avril dernier, c'est une équipe de chirurgiens espagnols qui est parvenue à réaliser une greffe de poumon sans ouvrir la poitrine du patient. Cette première mondiale qui s’est déroulée à l’hôpital universitaire de Vall d’Hebron, à Barcelone (Espagne), a été rendu possible grâce à un robot nommé Da Vinci. Celui-ci, grâce à ses quatre bras, a permis aux chirurgiens de réaliser une greffe de poumon avec une simple incision de huit centimètres sous le sternum. « A l'issue de cette première intervention robotisée, le patient qui a subi la greffe a assuré n’avoir aucune douleur, ce qui a été une très bonne surprise pour nous », souligne Adela Amat, superviseuse de l’unité de transplantation d’organes solides de l’hôpital barcelonais.

En mars dernier, une équipe du CHR d'Orléans a réalisé une première en France en retirant une tumeur du pancréas et en remplaçant une veine porte par chirurgie robotique. Cette intervention, qui nécessitait jusqu’alors d’ouvrir le ventre du patient, pourrait sensiblement améliorer la prise en charge de certains cancers du pancréas, un cancer qui reste difficile à traiter et pour lequel la chirurgie ne peut être envisagée que dans un tiers des cas.

A Besançon, la société AMAROB Technologies travaille sur la mise au point d’un micro-robot, une technique chirurgicale qui permettrait de soulager les hôpitaux saturés. Ce micro-robot intègre une caméra endoscopique et dirige un micro-laser utilisé pendant les interventions. Grâce à ce système, le médecin pourra intervenir à distance et retirer un tissu malade.

A Paris, le micro-robot mis au point par la société Robeauté pourrait bien révolutionner la neurochirurgie. Avec une taille équivalente à un gros grain de riz, ce nano-robot peut être inséré dans le cerveau et se déplacer ensuite en suivant les commandes du chirurgien. Des essais précliniques sont en cours dans plusieurs hôpitaux de France. Cet outil est équipé d'un système GPS qui permet de le localiser et de le piloter très précisément. Il peut transporter un produit thérapeutique ou une électrode qu'il peut implanter à un endroit précis du cerveau, notamment pour stimuler électriquement le cerveau et contrôler certains symptômes de la maladie de Parkinson. Les essais sont très concluants et ce robot pourrait être utilisé sur l’homme d’ici quelques années pour traiter des pathologies du cerveau telles que les cancers ou les maladies neurodégénératives comme Parkinson ou Alzheimer.

En Grande Bretagne, des chercheurs en robotique médicale ont développé le "iKnife". Il s’agit d’un scalpel intelligent capable de détecter le cancer en quelques minutes. Conçu par des scientifiques de l’Imperial College de Londres, l’outil a été testé sur 150 femmes chez lesquelles l’on a effectué des biopsies de la muqueuse utérine. Il pratique une incision sur l’échantillon prélevé en délivrant un courant électrique chauffant. La vapeur qui en émane est ensuite capturée et analysée par spectrométrie de masse. Le diagnostic est alors effectué par un minilaboratoire intégré. Les essais ont montré que ce scalpel était capable de différencier les échantillons sains de ceux cancéreux, avec une précision de 89 %. Une autre équipe britannique de l’Université de Leeds a développé un mini-robot capable de pénétrer les poumons afin de détecter les cancers. Ce micro-robot qui évolue à l’intérieur du corps humain est constitué d’aimants qui lui permettent de changer de forme. Selon le Professeur Pietro Valdastri, qui dirige les recherches, ce microrobot magnétique pourrait changer la manière dont on traite le cancer du poumon.

Une équipe américaine associant la société californienne Bionaut Labs à Los Angeles et l'institut de recherches allemand Max Planck, expérimente des micro-robots injectables, contrôlés à distance grâce à l'énergie magnétique. Ces robots de quelques millimètres de long sont équipés d'un puissant aimant au néodyme et peuvent évoluer dans le corps humain par guidage magnétique selon une trajectoire programmée à l'avance. Dans un premier temps, ces robots seront destinés à percer les kystes remplis de liquide cérébrospinal provoqués dans le cerveau par la malformation de Dandy-Walker, une affection congénitale rare touchant les enfants. Dans une phase ultérieure, ces microrobots seront également utilisés pour détruire des tumeurs du cerveau ou traiter des maladies neurologiques comme Parkinson.

Toujours aux États-Unis, une première mondiale remarquée a eu lieu en juillet dernier : des chirurgiens de la Washington University School of Medicine ont en effet réussi la première transplantation hépatique robotisée sur un patient. L'intervention s’est parfaitement déroulée et le nouveau foie a commencé à fonctionner immédiatement. Quant au patient, il s'est rétabli sans aucune complication opératoire (Voir Washington University School of Medicine). Pour réaliser cette opération, le chirurgien était installé juste à côté du patient et a guidé les gestes du robot à l'aide de joysticks. Pendant toute l'intervention, ce chirurgien a pu s'appuyer sur les images en haute-définition permettant d'opérer avec une grande précision. Cette équipe, pionnière, existe depuis cinq ans et s'est donnée pour mission de généraliser la chirurgie robot-assistée dans tous les États-Unis.

Depuis quelques mois, quelques établissements, dont le CHU d'Amiens, disposent d'un nouvel outil robotique pour mieux traiter certains malades atteints de la maladie de Parkinson, une pathologie invalidante en forte progression. Un robot baptisé Rosa assiste le chirurgien en lui indiquant très précisément l'endroit idéal pour placer l'électrode et le chemin à parcourir pour y arriver. L'opération est non seulement plus sûre, mais elle dure aussi deux fois moins de temps qu'auparavant. « Avant, on ne voyait pas la cible, c'était comme envoyer quelque chose dans l'espace sans savoir où on atterrissait. Maintenant, on voit parfaitement la cible, et on a l'outil pour pouvoir descendre l'électrode exactement où on veut. Il y a un immense gain de confort pour le patient », précise le neurochirurgien Michel Lefranc.

Depuis un an, l’hôpital Lyon-Sud s'est équipé d'un robot de nouvelle génération baptisé HUGO. Cet outil de chirurgie assistée, développé par la firme américaine Medtronic, vient de recevoir l’agrément européen. Disposant de quatre bras articulés dissociés et utilisable pour des prises en charge de gynécologie, d’urologie et de chirurgie générale, HUGO va venir compléter l’offre du centre de chirurgie robotique de Lyon Sud. « HUGO dispose d'une caméra de qualité supérieure et d'un nouveau logiciel d'IA qui lui permettent de réaliser une gamme bien plus étendue d'interventions chirurgicales », souligne le Professeur Alain Ruffion, chef du service d'urologie de l’hôpital Lyon Sud, qui estime que près de 1000 patients/an pourraient être opérés, à terme, par assistance robotique, au sein de l’établissement. «Il y a vingt ans, une opération de la prostate nécessitait trois semaines d’hospitalisation. Aujourd’hui, grâce à la coelioscopie assistée par les robots chirurgicaux, il n’y en a plus que pour un à deux jours. Et demain, avec les nouveaux robots, nous pourrions faire de l’ambulatoire et laisser les patients rentrer chez eux le soir même en toute sécurité. L’apport de la robotique est extraordinaire », ajoute le Professeur Ruffion.

En janvier 2022, une avancée majeure vers la robotique chirurgicale autonome a été franchie par le robot américain baptisé Star (Smart Tissue Autonomous Robot). Ce robot a réussi à joindre deux parties de l'intestin dans une opération par cœlioscopie. Le robot a été équipé d'outils de suture spécialisés ainsi que d'une endoscopie 3D. Il a utilisé un logiciel d’apprentissage automatique pour créer une représentation en trois dimensions des tissus à manipuler. L'opération chirurgicale a été menée avec succès sur des cochons sans la moindre assistance d'un humain. « Star a réalisé l'intervention sur quatre animaux et a obtenu des résultats nettement meilleurs que ceux des humains réalisant la même intervention », a indiqué Axel Krieger, l'un des auteurs (Voir Science Robotics).

Évoquons enfin le programme de recherche européen baptisé FAROS (Robot chirurgical Autonome Fonctionnel). Ce projet ambitieux regroupe la Sorbonne Université et la KU Leuven en Belgique pour leur savoir-faire en robotique, le King’s College London en Angleterre pour son expertise en imagerie et en intelligence artificielle et enfin l’hôpital universitaire Balgrist en Suisse qui regroupe des chirurgiens. Il vise à développer d'ici 2025 un robot chirurgical autonome, capable d’acquérir des sens comparables, voire supérieurs à ceux des humains. L’objectif de ce projet est d’améliorer non pas sa précision géométrique mais plutôt fonctionnelle afin qu’il soit capable d’appréhender et de gérer en temps réel, comme pourrait le faire un chirurgien, un imprévu sur le plan anatomique (Voir CORDIS).

Pour terminer ce trop bref panorama des extraordinaires avancées en cours en matière de chirurgie robotique et de téléchirurgie, je voudrai évoquer une récente et remarquable initiative, à la fois scientifique, médicale et humaine, prise par le Professeur Philippe Marescaux, pionnier mondialement connu de la téléchirurgie. On le sait, le Professeur Marescaux a fondé, en 1994, l'Institut de recherche contre les cancers de l'appareil digestif (IRCAD), qui est un centre privé de recherche médicale, situé sur le site des hôpitaux universitaires de Strasbourg. En 2001, le Professeur Marescaux a dirigé la fameuse l’initiative « Lindberg », une première mondiale saluée par la communauté scientifique, qui a permis d’opérer avec succès, et en toute sécurité, à distance, depuis New-York un patient situé à Strasbourg. Il y a trois ans, cet infatigable chercheur est interpellé par une étude de l’OMS qui souligne que plus de cinq milliards d’êtres humains n’ont toujours pas accès facilement, et à un coût abordable, à des soins chirurgicaux de qualité. Il lance alors le formidable projet Disrumpere, - Démocratisation du diagnostic automatique et de la chirurgie percutanée augmentée assistée par l’IA - qui vise à développer l'échographie et la chirurgie percutanée augmentées par l'intelligence artificielle (IA), afin de créer une alternative de qualité aux écographies standard, abordable, non-invasive et surtout accessible pour toutes les populations.

Mais le projet Disrumpere, non content de déboucher sur un système d’échographie portable de qualité, coûtant cent fois moins cher qu’une machine standard (moins de 1000 euros, contre 100 000 euros) prévoit également de recourir aux nouvelles possibilités de l’IA pour robotiser et automatiser complètement le geste et le positionnement des aiguilles thérapeutiques. A terme, cette rupture technologique permettra de réaliser à distance des biopsies ou de détruire en toute sécurité de tumeurs malignes. Actuellement, les équipes des IRCAD de Strasbourg et de Kigali travaillent sur l’automatisation complète des procédés avec l’intervention réalisée par bras robotiques à bas coût, qui pourront opérer à distance, dans les endroits les plus reculés, des gestes chirurgicaux précis et sûrs.

Comme le prévoit avec enthousiasme le Professeur Marescaux, je suis convaincu que, la combinaison de la robotique, de l’IA et de l’internet des objets 3.0 à très haut débit, via la 5G, va permettre l’avènement et la généralisation, bien plus rapidement que prévu, de systèmes et plates-formes robotiques autonomes, pas forcement humanoïdes, qui seront capables d’effectuer à distance des diagnostics, examens et analyses biologiques, puis, dans la foulée, de réaliser différents types d’interventions thérapeutiques, qu’il s’agisse de chirurgies, de radiothérapies, de photothérapie, ou encore de thérapies par ultrasons…

Ces robots médicaux autonomes, polyvalents et multifonctions n’ont certes pas vocation à se substituer aux médecins et chirurgiens mais ils vont permettre de démultiplier presque à l’infini les possibilités de soins et d’interventions dans les nombreuses régions du monde qui ne possèdent, malheureusement, ni les compétences humaines suffisantes (au regard de leur étendue et de leur population) ni les équipements onéreux nécessaires. 

Mais, ne nous y trompons pas, ces robots autonomes et capables d’autoapprentissage se rendront également rapidement indispensables dans nos sociétés développées, caractérisées par un vieillissement inexorable de leurs populations… et de leurs médecins et personnels soignants. Souhaitons que notre pays, qui a la chance d’être en pointe mondiale dans ce domaine d’avenir de la robotique médicale et chirurgicale intelligente, se donne les moyens de rendre accessibles à toutes et tous ces extraordinaires outils autonomes qui vont complètement transformer le concept même de soin au cours de la prochaine génération…

René TRÉGOUËT

Sénateur honoraire

Fondateur du Groupe de Prospective du Sénat

e-mail : tregouet@gmail.com

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