Deux interventions réussies, une avancée publiée dans Nature

Lors d’un essai préclinique mené sur de grands mammifères non primates, les chercheurs ont mené deux opérations distinctes. Dans la première, un robot humanoïde a procédé à l’ablation d’une vésicule biliaire avec l’assistance d’un chirurgien humain. Dans la seconde, deux robots humanoïdes ont opéré en binôme, sans assistance humaine directe à la table d’opération, pour retirer une vésicule biliaire par voie laparoscopique.

Les résultats de ces travaux, menés conjointement par des équipes d’ingénieurs et de chirurgiens de l’UC San Diego, ont été publiés le 8 juillet dans la revue Nature, sous le titre «In vivo feasibility study of humanoid robots in surgery».

«Cette étude démontre que les robots humanoïdes ont un véritable avenir dans le domaine de la chirurgie», a déclaré Michael Yip, enseignant-chercheur au département de génie électrique et informatique de l’UC San Diego et coauteur senior de l’article. «Les robots humanoïdes téléopérés et autonomes ont un potentiel réel pour élargir l’accès à des chirurgies critiques auxquelles les patients n’auraient sinon pas accès. Cela peut contribuer à répondre à la crise sanitaire, aux États-Unis comme dans le reste du monde.»

Un robot cinq fois plus léger que les systèmes chirurgicaux classiques

Les robots utilisés dans l’étude, mesurant 1,50 mètre pour 27 kilogrammes, contrastent fortement avec les systèmes de chirurgie robotisée spécialisés actuellement en usage dans les hôpitaux, généralement équipés de trois ou quatre bras articulés, dotés de logiciels propriétaires, pesant environ 800 kilogrammes et nécessitant une équipe dédiée ainsi que des blocs opératoires spécialement réaménagés pour les accueillir.

«C’est une fraction du coût, et cela occupe une fraction de l’espace dans un bloc opératoire», a expliqué Shanglei Liu, professeure adjointe de chirurgie à la faculté de médecine de l’UC San Diego et coauteure senior de l’étude, qui a elle-même téléopéré le robot durant l’expérience. «C’est donc facile à déployer, que ce soit en zone rurale, sur un champ de bataille, ou même dans l’espace.»

Les chercheurs ont dû concevoir des adaptateurs spécifiques pour permettre à Surgie de tenir des instruments chirurgicaux classiques. Malgré cette contrainte technique, l’équipe explique que le pilotage d’un robot humanoïde s’est révélé plus intuitif, en particulier pour des utilisateurs non formés aux systèmes spécialisés existants. «Nous avons été surpris de voir à quel point Surgie s’est intégré à notre espace de travail et à notre flux opératoire», a confié Nikita Thareja, médecin résidente en chirurgie générale à l’UC San Diego et coauteure de l’étude.

Des limites techniques encore à surmonter

Si la précision des gestes réalisés par téléopération humanoïde s’est révélée comparable à celle obtenue avec les systèmes robotiques chirurgicaux existants, plusieurs obstacles techniques demeurent. Les robots ont dû être recalibrés à plusieurs reprises en cours d’intervention, allongeant la durée des opérations par rapport aux systèmes établis, et un décalage (latence) entre les mouvements du chirurgien et la réponse du robot a également été observé.

Vers un bloc opératoire mixte, humains et robots

«Cette étude démontre que les robots humanoïdes ont un véritable avenir dans le domaine de la chirurgie», a déclaré Michael Yip, enseignant-chercheur au département de génie électrique et informatique de l’UC San Diego et coauteur senior de l’article.

Les robots ont, pour l’heure, été entièrement téléopérés par des chirurgiens formés, mais les chercheurs espèrent que les progrès de l’intelligence artificielle leur permettront à terme de fonctionner de manière autonome. «L’un de nos objectifs est de développer un assistant chirurgical autonome», a indiqué le docteur Yip. «De nombreuses communautés peinent à disposer d’un effectif suffisant au sein des équipes chirurgicales, ce qui prive des patients de soins. Notre objectif est un bloc opératoire du futur, où robots humanoïdes et humains travaillent côte à côte, en équipe intégrée, pour prodiguer des soins à ceux qui en ont besoin, aussi bien dans des établissements hospitaliers classiques que dans des scénarios de médecine de terrain non conventionnels.»

Selon Michael Yip, ces robots pourraient notamment être déployés dans des communautés isolées confrontées à des pénuries de personnel, ou dans des environnements hostiles tels que des opérations de recherche et de sauvetage nécessitant un déploiement rapide et massif de médecine de terrain. Au-delà des gestes chirurgicaux proprement dits, leur conception humanoïde leur permettrait également d’assister l’équipe médicale en allant chercher des instruments ou en participant au nettoyage post-opératoire, les positionnant comme de véritables membres intégrés de l’équipe chirurgicale plutôt que comme de simples outils isolés. Ces travaux ont été menés au sein du Center for the Future of Surgery de l’UC San Diego, qui réunit ingénieurs et chirurgiens autour de l’innovation en chirurgie robotique.