Conçu par une équipe de chercheurs de l’Université John Hopkins, le robot STAR (pour Smart Tissue Autonomous Robot) a effectué le 26 janvier 2022 une chirurgie laparoscopique sur les tissus mous d’un porc sans assistance humaine. Cet exploit constitue une étape majeure vers une chirurgie entièrement automatisée sur l’homme.
“Automatiser les tâches les plus complexes de la chirurgie”
Une nouvelle étape vers des opérations chirurgicales totalement automatisées ? “Nos résultats montrent que nous pouvons automatiser l’une des tâches les plus complexes et les plus délicates de la chirurgie : la reconnexion des deux extrémités d’un intestin”, a déclaré l’auteur principal Axel Krieger, professeur de génie mécanique à la Whiting School of Engineering de Johns Hopkins. “Le STAR a effectué la procédure chez quatre animaux et il a produit des résultats nettement meilleurs que les humains effectuant la même procédure”.
L’opération, dite anastomose intestinale, consiste à relier les deux extrémités d’un intestin. Il s’agit, indiquent les chercheurs, de l’étape la plus difficile en matière de chirurgie gastro-intestinale. Elle nécessite en effet des sutures d’une extrême précision : le moindre tremblement de la main pouvant déboucher sur des complications majeures.
Aidé de ses collaborateurs du Children’s National Hospital de Washington, D.C. et du professeur Jin Kang, qui enseigne le génie électrique et informatique à l’Université Johns Hopkins, Krieger a aidé à créer le robot, un système guidé par la vision conçu spécifiquement pour suturer les tissus mous.
Le robot STAR, préfigurateur des opérations autonomes
Equipé de nouvelles fonctionnalités, ce nouveau modèle du STAR brille par son autonomie accrue. Il est capable, en outre, d’une précision supérieure à son prédécesseur, développé en 2016. Le robot embarque ainsi des outils de suture spécialisés et des systèmes d’imagerie de pointe. Cette dernière lui donnant une visualisations nettement plus précises du champ chirurgical.
L’un des grands défis posés à l’IA réside dans sa faculté d’adaptation, qui peut donner lieu à des comportements aberrant. Or, la chirurgie des tissus mous est caractérisée par son imprévisibilité. Ce qui rend de fait la prise en charge particulièrement complexe pour un robot.
C’est pourquoi le STAR dispose d’un nouveau système de contrôle, celui-ci pouvant ajuster le plan chirurgical en temps réel. Tout comme le font les chirurgiens 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”, déclare ainsi Krieger.
Vers une démocratisation des soins aux patients
“Un système avancé de vision artificielle en trois dimensions est essentiel pour rendre les robots chirurgicaux plus intelligents et plus sûrs”, assure quant à lui le Pr. Kang. Le STAR dispose ainsi d’un algorithme de suivi, ainsi que d’un endoscope tridimensionnel fonctionnant via la lumière naturelle.
Selon le Pr. Krieger, la robotisation de l’anastomose “permettra de garantir que les tâches chirurgicales qui nécessitent une précision et une répétabilité élevées peuvent être effectuées avec plus d’exactitude et de précision pour chaque patient, indépendamment des compétences du chirurgien”. Et de conclure : “selon nous, cela se traduira par une démocratisation des soins chirurgicaux avec des résultats plus prévisibles.”
(c) Johns Hopkins University
