Un robot effectue la première chirurgie laparoscopique entièrement automatisée

Un nouveau robot développé par une équipe de l'Université Johns Hopkins a réalisé la première chirurgie laparoscopique sans aide humaine. Il a effectué la chirurgie sur les tissus mous d'un porc, et c'est une étape majeure vers une chirurgie entièrement automatisée sur les humains.

Robot autonome intelligent pour les tissus (STAR) 

Le robot s'appelle le Smart Tissue Autonomous Robot (STAR), et il a été décrit dans un article publié dans sciences Robotique. 

Axel Krieger est professeur adjoint de génie mécanique à la Whiting School of Engineering de Johns Hopkins. Il est également l'auteur principal de la recherche. 

« Nos découvertes montrent que nous pouvons automatiser l'une des tâches les plus complexes et délicates en chirurgie : la reconnexion des deux extrémités d'un intestin. Le STAR a effectué la procédure sur quatre animaux et a produit des résultats nettement meilleurs que les humains effectuant la même procédure », a déclaré Krieger.

Le robot s'est avéré particulièrement efficace pour l'anastomose intestinale, une procédure qui nécessite des mouvements répétitifs et de la précision. C'est l'un des aspects les plus difficiles de la chirurgie gastro-intestinale car il nécessite une précision et une cohérence élevées. Un léger tremblement de la main pourrait entraîner des complications massives pour un patient. 

S'appuyer sur le modèle de 2016

Krieger a travaillé avec une équipe du Children's National Hospital à Washington, DC et Jin Kang, qui est professeur de génie électrique et informatique à Johns Hopkins. Ensemble, ils ont créé le robot avec un système guidé par la vision conçu pour suturer les tissus mous. Le modèle actuel est basé sur un modèle de 2016 capable de réparer les intestins d'un porc. Cependant, le modèle précédent nécessitait une grande incision et des conseils humains. 

Le système STAR actuel a été doté de nouvelles fonctionnalités qui améliorent l'autonomie et la précision chirurgicale. Ceux-ci comprennent des outils de suture spécialisés et des systèmes d'imagerie de pointe. 

Selon Krieger, la chirurgie des tissus mous est un défi majeur pour les robots compte tenu de l'imprévisibilité. Pour surmonter cela, le STAR a été équipé d'un nouveau système de contrôle qui peut ajuster le plan chirurgical en temps réel, à la manière d'un chirurgien humain.

"Ce qui rend le STAR spécial, c'est qu'il s'agit du premier système robotique à planifier, adapter et exécuter un plan chirurgical dans les tissus mous avec une intervention humaine minimale", a déclaré Krieger.

Kang et son équipe d'étudiants ont développé un endoscope tridimensionnel basé sur la lumière structurelle et un algorithme de suivi basé sur l'apprentissage automatique pour guider le système. 

"Nous pensons qu'un système avancé de vision artificielle en trois dimensions est essentiel pour rendre les robots chirurgicaux intelligents plus intelligents et plus sûrs", a déclaré Kang.

Il devient de plus en plus important de disposer de systèmes robotiques automatiques conçus pour les procédures laparoscopiques. 

"L'anastomose robotique est un moyen de garantir que les tâches chirurgicales qui nécessitent une précision et une répétabilité élevées 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."

Parmi les autres membres de l'équipe responsables de la STAR figurent Hamed Saeidi, Justin D. Opfermann, Michael Kam, Shuwen Wei et Simon Leonard de Johns Hopkins. La recherche a également été assistée par Michael H. Hsieh, directeur de Transitional Urology au Children's National Hospital.