Première au monde : un robot humanoïde entre dans une salle d’opération, et des médecins le commandent pour effectuer une chirurgie sur un organisme vivant

Des chercheurs rapportent dans la revue Nature, publiée le 8 juillet, que deux robots humanoïdes téléopérés ont été utilisés pour la première fois afin de réaliser deux interventions chirurgicales, dans le cadre d’un essai préclinique.

L’étude est le fruit d’une collaboration entre une équipe d’ingénieurs de l’Université de Californie à San Diego et une équipe de chirurgiens.

Lors d’une des opérations, une équipe homme-machine composée d’un robot humanoïde et d’un chirurgien humain en tant qu’assistant a mené à bien une cholécystectomie.

La deuxième intervention réussie a, elle, été réalisée en collaboration côte à côte par deux robots humanoïdes, dans le cadre d’une chirurgie en duo robot-robot. Les deux interventions ont été effectuées sur de grands mammifères non humains.

Les chercheurs indiquent que cette expérience de preuve de concept constitue une première étape vers l’introduction des robots humanoïdes dans les salles d’opération.

Ces robots peuvent d’abord servir d’assistants pendant l’intervention et, à l’avenir, être téléopérés par des chirurgiens pour exécuter eux-mêmes les opérations.

Michael Yip, professeur en génie électrique et informatique à l’Université de Californie à San Diego et l’un des auteurs seniors du papier, explique que la pénurie de chirurgiens, conjuguée à l’augmentation continue des besoins des patients, entraîne des délais d’attente plus longs, moins d’opportunités de soins et une répartition inégale des ressources médicales.

« La téléopération et l’autonomie des robots humanoïdes ont un potentiel réel : elles peuvent élargir l’accès aux chirurgies critiques, et sauver des patients qui n’auraient autrement pas pu bénéficier de ces interventions. Cela contribue non seulement à résoudre la crise sanitaire aux États-Unis, mais aussi à atténuer les difficultés médicales à l’échelle mondiale. »

Les chercheurs soulignent que, contrairement aux systèmes de robots chirurgicaux dédiés, capables d’exécuter une seule fonction, les robots humanoïdes sont polyvalents et peuvent réaliser un large éventail d’actes chirurgicaux ainsi que des tâches générales.

Ces robots sont aussi plus faciles à déployer dans des régions éloignées et d’autres environnements difficiles, où la polyvalence est particulièrement importante.

« Cette étude montre un avenir faisable pour les robots humanoïdes dans le domaine de la chirurgie. Vous pouvez imaginer ces robots déployés dans des communautés éloignées où le personnel manque, ou encore dans des environnements hostiles, par exemple dans des scénarios de recherche et de sauvetage, lorsqu’il faut un déploiement médical de campagne à grande échelle en peu de temps », dit Yip. Il est également professeur à la Jacobs School of Engineering de l’Université de Californie à San Diego.

Quels avantages les robots humanoïdes offrent-ils en salle d’opération ?

En fait, les robots humanoïdes peuvent résoudre un problème majeur du secteur de la santé : l’accès aux soins.

Les systèmes chirurgicaux dédiés sont généralement équipés de trois à quatre bras mécaniques, d’outils spécialisés et de logiciels propriétaires.

Ces systèmes pèsent environ 1 800 livres, nécessitent une grande équipe pour leur installation et occupent une surface considérable dans la salle d’opération, qui doit souvent être modifiée pour les accueillir.

En revanche, les robots humanoïdes sont mobiles et plus compacts. Les robots utilisés dans cette étude sont surnommés Surgie : ils mesurent 5 pieds de haut et pèsent 60 livres. (Cette expérience utilise le robot humanoïde G1 produit par la société chinoise Unitree Technology.)

Ces robots relativement légers et compacts sont particulièrement utiles dans les zones éloignées et les régions manquant de ressources.

Yip indique qu’y construire une salle d’opération dédiée aux systèmes robotiques ou trouver de grandes équipes pour faire fonctionner les équipements spécialisés coûterait trop cher, au point d’être dissuasif.

Contrairement aux systèmes d’opération typiques, les robots humanoïdes peuvent s’intégrer sans friction dans la salle d’opération.

Bien que les chercheurs doivent fabriquer des adaptateurs pour permettre à Surgie de tenir des instruments chirurgicaux classiques, la manière de contrôler le robot humanoïde semble aussi plus naturelle, notamment pour ceux qui n’ont pas été formés aux systèmes dédiés.

« Nous avons été surpris de voir à quel point Surgie s’adaptait bien à notre espace de travail et à nos flux de travail », déclare le co-auteur, le docteur Nikita Thareja, résident en chirurgie générale à la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego.

L’un des auteurs seniors, le docteur Shanglei Liu, professeur adjoint de chirurgie à la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego, indique que les interventions réalisées avec un robot humanoïde téléopéré sont aussi précises que celles réalisées avec des systèmes de robots chirurgicaux téléopérés. Pendant l’étude, il a assuré la téléopération du robot.

« Le coût n’est qu’une fraction, et l’espace occupé en salle d’opération n’est aussi qu’une fraction. Ainsi, il est plus facile à déployer, que ce soit dans des régions éloignées ou même dans l’espace », dit Liu.

Quelle est la prochaine étape ?

La téléopération doit encore résoudre plusieurs problèmes. Le robot doit être recalibré à de nombreuses reprises pendant l’opération.

Par conséquent, la durée de l’intervention est beaucoup plus longue que lors de l’utilisation des systèmes chirurgicaux dédiés actuels.

Mais Liu indique que cela est courant dans les premiers systèmes dédiés à des robots, et qu’il est probable que cela s’améliore avec le temps. La première chirurgie laparoscopique robotisée a duré 6 heures ; elle ne prend désormais plus que 30 minutes.

Le décalage temporel entre le déplacement du contrôleur par le chirurgien et le déplacement du robot est aussi un problème que l’équipe améliore, car elle explore la possibilité de réaliser des opérations à plus longue distance vers des communautés éloignées.

Les chercheurs ont aussi observé des rôles variés pour Surgie. Comme il peut marcher et effectuer une grande partie des tâches physiques qu’un humain peut faire, il peut aller chercher des outils pour les chirurgiens et nettoyer la salle d’opération après l’intervention.

« L’un de nos objectifs est de développer un assistant chirurgical autonome », dit Yip.

« De nombreuses communautés font face à un manque de personnel au sein des équipes chirurgicales, ce qui signifie que les patients ne peuvent pas être soignés. Notre objectif est de construire la salle d’opération de demain, où les robots humanoïdes et les humains collaborent côte à côte, en tant qu’équipe intégrée, afin d’apporter des services chirurgicaux à ceux qui en ont besoin, que ce soit dans un cadre hospitalier traditionnel ou dans des environnements médicaux non conventionnels. »

Les chercheurs soulignent que ce travail ne pourrait pas aboutir sans une collaboration étroite entre ingénieurs et chirurgiens, ainsi que grâce au rôle du futur centre de chirurgie de l’Université de Californie à San Diego.

« Cette réussite illustre la force de rassembler des ingénieurs et des chirurgiens-innovateurs, afin de résoudre des problèmes cliniques significatifs au sein de nos laboratoires de formation et de recherche de niveau mondial », déclare le docteur Ryan Broderick, directeur intérimaire du futur centre de chirurgie et professeur associé de chirurgie à la faculté de médecine de l’Université de Californie à San Diego.

« Notre centre fait le pont entre l’innovation en ingénierie et l’expertise clinique, permettant à des idées transformatrices d’être développées, testées et affinées de manière rigoureuse. »

Source de l’article : Machine Ou Xian Yan

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