Système télérobotique pour aider les chirurgiens à traiter les accidents vasculaires cérébraux à distance

Un nouveau système télérobotique développé par les ingénieurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) permet aux chirurgiens de traiter à distance les patients souffrant d’un accident vasculaire cérébral ou d’une anévrisme. Le système utilise un joystick que les chirurgiens peuvent utiliser dans un hôpital pour contrôler un bras robotique à un autre endroit. Cela leur permet d’opérer sur des patients pendant la période critique nécessaire pour préserver la fonction cérébrale et sauver des vies.

La recherche a été publiée dans Science Robotics.

Le mouvement du système robotique est contrôlé par des aimants et a été conçu pour assister à distance les interventions endovasculaires. Ces interventions nécessitent traditionnellement que les chirurgiens guident manuellement un fil mince jusqu’à un caillot sanguin pour le dégager physiquement ou délivrer des médicaments.

L’un des problèmes avec cette approche est que les chirurgiens neurovasculaires sont généralement basés dans des institutions médicales majeures, ce qui rend difficile pour eux d’opérer dans des zones reculées lorsqu’ils en ont besoin.

Activation de l’opération à distance

Selon l’équipe du MIT, ce système robotique pourrait être installé dans des hôpitaux plus petits et permettre à des chirurgiens formés de le contrôler à distance à partir d’institutions médicales plus importantes. Le système dispose d’un bras robotique médical de qualité avec un aimant attaché à son poignet. Le joystick et l’imagerie en direct permettent à l’opérateur d’ajuster l’orientation de l’aimant et de manipuler le bras robotique pour guider un fil mince magnétique à travers les artères et les vaisseaux.

Dans la phase de test, qui consiste en un modèle transparent avec des vaisseaux qui reproduisent les artères du cerveau, les neurochirurgiens ont pu contrôler à distance le bras du robot pour guider le fil jusqu’à des endroits ciblés. Il leur a fallu seulement une heure de formation pour y parvenir.

Xuanhe Zhao est professeur de génie mécanique et de génie civil et environnemental au MIT.

« Nous imaginons, au lieu de transporter un patient d’une zone rurale à une grande ville, qu’il pourrait aller à l’hôpital local où les infirmières pourraient installer ce système. Un neurochirurgien dans un grand centre médical pourrait regarder l’imagerie en direct du patient et utiliser le robot pour opérer dans cette heure d’or. C’est notre rêve pour l’avenir », déclare Zhao.

Les systèmes robotiques sont de plus en plus étudiés comme technologies d’assistance dans la chirurgie endovasculaire.

Yoonho Kim est l’auteur principal de la recherche.

« Mais avoir un robot qui se tord avec le même niveau de sophistication [qu’un chirurgien] est un défi », déclare Kim. « Notre système est basé sur un mécanisme fondamentalement différent. »

Test du système

Le système robotique a été testé dans le laboratoire de cathéterisation de l’hôpital général de Massachusetts (MGH), qui est une salle d’opération utilisée pour les procédures endovasculaires. Le système a été installé avec un modèle en silicone grandeur nature de vaisseaux sanguins. Le joystick a été configuré avec un moniteur affichant une vidéo en direct du modèle, que l’opérateur pouvait regarder tout en utilisant le joystick pour guider à distance le fil.

L’équipe a utilisé le système pour dégager également des caillots simulés dans des zones difficiles d’accès. Après avoir guidé le fil jusqu’au caillot, les chirurgiens ont ensuite utilisé des méthodes endovasculaires standard pour faire passer un microcathéter le long du fil jusqu’au site du caillot. Le fil a ensuite été rétracté.

« L’objectif principal du fil guide magnétique est d’atteindre l’emplacement cible rapidement et en toute sécurité, afin que des dispositifs standard comme les microcathéters puissent être utilisés pour délivrer des thérapies », déclare Kim. « Notre système est comme un traceur de chemin. »

Kim espère que ce nouveau système aidera les patients à recevoir un traitement pendant ces périodes critiques. Il pense également qu’il peut bénéficier aux chirurgiens qui effectuent d’autres procédures vasculaires tout en étant exposés à la radiation des rayons X.

« Les neurochirurgiens peuvent opérer le robot dans une autre pièce ou même dans une autre ville sans être exposés à plusieurs reprises aux rayons X », déclare Zhao. « Nous sommes vraiment enthousiastes à l’idée de l’impact potentiel de cette technologie sur la santé mondiale, étant donné que l’accident vasculaire cérébral est l’une des principales causes de décès et d’invalidité à long terme. »

D’autres co-auteurs de la recherche incluent Emily Genevriere et Jaehun Choe du MIT, ainsi que Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw et Amal Patel de l’hôpital général de Massachusetts (MGH). Marcin Balicki de Philips Research North America a également participé.