Robots serpentins pour la chirurgie cardiaque

Un robot chirurgical en forme de serpent de l'Université Carnegie Mellon pourrait permettre à un chirurgien effectuant une opération cardiaque critique de faire une seule incision.

Prêt à sonder : Le CardioArm peut se frayer un chemin à l'intérieur d'un corps et effectuer des ablations cardiaques. Un opérateur contrôle les mouvements du robot à l'aide d'un joystick.

Connu sous le nom de CardioArm, le robot incurvé possède une série d'articulations qui s'ajustent automatiquement pour suivre la trajectoire tracée par la tête du robot. Cela offre une plus grande précision que ce qu'un endoscope flexible peut offrir. C'est certainement plus facile à contrôler, explique Robert Webster III, professeur à l'Université Vanderbilt qui travaille sur des sondes médicales flexibles et n'a pas été impliqué dans le projet CardioArm.

Le CardioArm est commandé à l'aide d'un ordinateur et d'un joystick. Il dispose de 102 degrés de liberté, dont trois peuvent être activés à la fois. Cela lui permet d'entrer par un seul point dans la poitrine et de s'enrouler autour du cœur jusqu'à ce qu'il atteigne le bon endroit pour, par exemple, éliminer les tissus problématiques. La bonne chose à propos de [the] design est que chaque joint suit où vous êtes allé dans l'espace. Ce n'est pas toujours possible dans d'autres conceptions, dit Webster. Ce type de contrôle empêche la sonde de heurter les tissus sensibles. L'inconvénient d'un robot articulé, cependant, est qu'il est plus difficile à miniaturiser, dit Webster.

La plus petite version de l'appareil mesure 300 millimètres de long et 12 millimètres de diamètre. À terme, les chercheurs de la CMU espèrent créer un serpent suffisamment petit pour entrer dans la circulation sanguine par un vaisseau sanguin, dit Marco Zenati , l'un des principaux chercheurs du projet CardioArm et professeur de chirurgie à l'Université de Pittsburgh.

Zenati a utilisé des assistants chirurgicaux robotiques dans le passé et note qu'ils ont tous des limites. Le système da Vinci, par exemple, ne peut pas se faufiler dans des endroits restreints du corps humain et nécessite cinq ou six entrées, dit-il.

Réalisant le besoin de robots plus avancés pour la chirurgie mini-invasive, Zenati s'est associé à Howie Choset , un lauréat TR35 connu pour son travail à la CMU sur l'exploration serpents robotiques , et Alon Loup , fondateur et directeur du laboratoire de biorobotique et de biométrie du Technion, l'Institut de technologie d'Israël.

Nous travaillons pour n'avoir qu'un seul port dans le corps et à partir de ce moment-là, pouvoir atteindre n'importe quel endroit, dit Zenati. Aucune technologie ne permet de faire cela. Le seul est le CardioArm.

La sonde est actuellement développée par la startup Cardiorobotics, anciennement connue sous le nom de Innovention Technologies , que Zenati et Choset ont fondé en 2005. Jusqu'à présent, l'équipe a réalisé avec succès des chirurgies cardiovasculaires sur neuf porcs et deux cadavres humains, explique Choset. Selon le site Web de la société, les essais humains en direct devraient commencer plus tard cette année.

Serpents dans les coeurs : Le CardioArm en forme de serpent se déplace à l'intérieur de la membrane enveloppant le cœur d'un porc.

Pour la chirurgie mini-invasive, vous disposez soit d'un laparoscope linéaire rigide, soit d'un endoscope flexible qui se déforme facilement ; il n'y a rien qui soit à la fois flexible et rigide, dit Choset. Mais le CardioArm a les avantages des deux, dit-il.

Je pense que Howie a une bonne plate-forme pour accéder au site [chirurgical], dit Nabil Siman , professeur adjoint à l'Université Columbia qui travaille sur des sondes insérables en forme de serpent pour l'abdomen.

L'équipe espère commencer à tester le CardioArm en chirurgie des orifices naturels, une technique où les tissus sont retirés par les ouvertures existantes dans le corps, telles que la bouche, pour éviter la douleur postopératoire et réduire le temps de récupération. Zenati vise à ce que les chirurgiens utilisent CardioArms à l'unisson, comme une pieuvre, avec deux ou trois tentacules entrant tous par une incision puis se ramifiant.

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