Un robot qui apprend à viser

Alexandre Krupa, chercheur à Inria Rennes, met actuellement au point un système robotisé facilitant l’insertion d’aiguilles, un geste courant en chirurgie mini-invasive, lors d’une biopsie ou d’une ablation tumorale.

Sur des échographies qui montrent en 2D deux plans orthogonaux de l’organe à opérer, un premier algorithme détecte le bout de l’aiguille insérée et la cible à atteindre.

« Lorsque la cible bouge, l’algorithme le prend en compte automatiquement. » Un second algorithme commande le robot qui porte l’aiguille. Il réadapte la trajectoire de celle-ci en fonction des perturbations qu’elle rencontre lors de son avancée. « Le point fort de notre système, c’est qu’il tire profit d’un aspect que les chirurgiens considèrent comme un inconvénient : la flexibilité de l’aiguille. Car elle amène une difficulté supplémentaire à la réalisation de leur geste lors d’une insertion manuelle. » En revanche, un système robotique est capable d’appliquer une déformation contrôlée à l’aiguille, de l’incliner, lui faire prendre une forme de S pour contourner un obstacle...

Partage des tâches

Actuellement, Alexandre Krupa et son équipe testent ces briques logicielles sur un bloc de gélatine faisant office d’organe mou. « Nous utilisons à l’heure actuelle un robot de type industriel qui fonctionne en complète autonomie, sans chirurgien pour l’accompagner, car on veut démontrer la faisabilité du concept. Mais qui peut le plus, peut le moins : ce serait plus pertinent que l’homme et la machine se partagent les tâches. Le premier pousse et contrôle l’avancée de l’aiguille, et le second la dirige. »

Une fois l’étude de faisabilité validée, une collaboration des chercheurs avec un industriel permettrait de concevoir un robot compatible avec le contexte du bloc opératoire. « La machine à tout faire n’existe pas dans le milieu médical », explique Alexandre Krupa. Chaque application donne lieu à un nouveau robot, plus petit et plus ergonomique que ceux que l’on trouve dans l’industrie. « Ensuite, il y aura une phase de tests sur des cadavres, puis une étude clinique sur des volontaires selon un protocole d’expérimentation certifié par une commission d’experts du CHU. » Le nouvel outil serait présent dans les blocs opératoires d’ici 5 à 10 ans !