

Les robots dans la médecine

L'historique des robots médicaux
Le premier robot chirurgical au monde est le Arthrobot, développé et utilisé pour la première fois à Vancouver en 1983. L'équipe à l'origine de ce robot était constituée du docteur James McEwen, ingénieur biomédical, Geof Auchinleck, un étudiant diplômé en génie physique de l'UBC, le docteur Brian Day, chirurgien, ainsi qu'un groupe d'étudiants en ingénierie. Le tout premier robot fut utilisé le 12 mars 1984 lors d'une opération de chirurgie orthopédique au UBC (University of British Columbia) Hospital de Vancouver. Plus de 60 interventions d'arthroscopie furent réalisées la première année et en 1985 un documentaire sur les robots industriels de National Geographic The Robotics Revolution présenta l'appareil.
De nombreux robots médicaux sont utilisés dans le monde dont deux sortes en médecine :
- d'une part les robots interventionnels, utilisés en chirurgie comme par exemple le robot Da Vinci, c'est le robot le plus répandu aujourd'hui, principalement aux Etats unis et en Europe. D'autres systèmes de chirurgie robotisés ont vu le jour ces dernières années : le dispositif Sensei pour traiter les troubles du rythme cardiaque ; le Cyberknife est un autre exemple, il sert à détruire des tumeurs de manière non-invasive, et repère l’emplacement de la tumeur et la cible en continu pendant l’intervention.
- d'autre part, les robots qui interviennent dans la rééducation de patients, par exemple à la suite d'un accident vasculaire cérébral. C'est le cas des systèmes Lokomat et In-Motion, qui assistent le travail de réhabilitation du patient en fournissant une aide robotisée. De nombreuses recherches sont en cours pour l'utilisation d'exosquelettes dans la réhabilitation, mais ceux-ci n'ont pas encore atteint le stade commercial.
Le dispositif Sensei:
En 2011 plus de 100 appareils avaient été vendus dans le monde, principalemnt aux Etats Unis. Seulement trois ont été vendus en France. C'est une machine qui est dirigée par un cardiologue pour traiter les troubles du rythme cardiaque également appelés arythmie. Cette maladie peut être soignée grâce à des médicaments, si cela ne suffit pas une intervention est nécessaire. Ce robot isole par radiofréquence les foyers à l'origine de ce rythme anormal, à savoir qu'il n'y a pas de norme de la fréquence cardiaque. Elle varie tout au long de la journée, suivant l'activité physique, l'état émotionnel ou encore après une prise de médicament... Pendant l'opération une sonde, appelée cathéter, est acheminée de l'aine jusqu'au cœur via une veine, elle est maniée manuellement par le médecin. Cependant, grâce au Sensei, elle est manipulée par le bras du robot relié à un joystick dirigé par le chirurgien. En bref, le médecin opère derrière des écrans sur lesquels le cœur reconstitué en 3D est projeté et, de ce poste, il oriente Sensei.
Le robot NAO
Le robot NAO est français et a été présenté pour la première foi au public fin 2006. Il n'est pas utilisé qu'en médecine, c'est un robot programmable, il peut être robot de compagnie, partenaire de jeu, garde-malade, objet communicant... Par contre, dans le domaine de la médecine, il est utilisé par des scientifiques pour communiquer avec des personnes atteintes de la maladie d'Alzheimer ou encore avec des enfants autistes. Ces robots sont très bien pour ces types de maladies car ils restent impassibles, sont toujours positifs et ne jugent pas la personne.
Le robot Virob
Ce robot aurait le potentiel de traiter le cancer du poumon en effectuant des opérations médicales à l'intérieur du corps humain grâce à sa petite taille, un millimètre de diamètre et quatorze millimètres de long. Il peut se déplacer dans les vaisseuax sanguins, le sytème digestif et le système respiratoire. Il peut rester longtemps dans le corps d'une personne contrairement au chirurgien lors d'une opération qui a un temps limité. La encore, grâce à ce robot, l'opération est peu invasive. Moshé Shoam, directeur du Medical Robotics Laboratory, affirme : "Ce robot constitue une avancée majeure dans l'industrie biomédicale, puisqu'elle permet aux médecinns d'accéder à des zones inaccessibles dans le corps."
Le pacemaker
C'est un dispositif implanté dans l'organisme fournissant des impulsions électriques destinées à stimuler les muscles cardiaques en permettant, par exemple, d'accélérer les pulsations du coeur lorsqu'il est trop lent. Le plus petit pacemaker a été implanté le dix février 2016 au CHU de Toulouse. Les progrès technologique ont permit de le développer depuis le XIXème siècle. Il se compose d'un boitier et d'une ou plusieurs sondes. Le boitier se compose d'une batteire fonctioonnant au lithium-Ion, elle n'est pas rechargeable, d'une électronique permettant de délivrer des impulsions électriques et de plusieurs dispositifs pour faire varier le rythme cardiaque. Les sondes relient le boitier au coeur. Dans l'année 2009 plus de un million de stimulateurs cardiaques ont été implantés. Ce nombre est en croissance depuis quelques années.
Le Cyberknife
Le système de radiochirurgie robotisée CyberKnife, commercialisé par la société Accuray, permet de traiter des tumeurs, cancéreuses ou non, dans tout le corps, notamment le cerveau, le rachis, les poumons, la prostate, le foie et le pancréas. Le traitement consiste en l'administration à la tumeur d'une dose élevée de rayons sous forme de faisceaux avec une grande précision. Ce robot a traité son premier patient le 26 octobre 2006 à Nice. La radiochirurgie est une technique non invasive permettant de traiter des malformations artério-veineuses, des tumeurs bénignes le plus souvent, ou plus rarement des cancers. Il a été créé en 1987, ce robot avait un objectif allant au-delà de la pratique de la radiochirurgie de l'époque, qui se limitait au traitement des tumeurs intracrâniennes.
Les nanotechnologies
Les nanotechnologies et les nano-objets regroupent les techniques et les outils du monde de l’infiniment petit : le millionième de millimètre. Travailler à une telle échelle offre des perspectives immenses dans de nombreux domaines : informatique, cosmétique, énergie… En santé, les "nanos" devraient conduire à d’importants progrès dans les méthodes diagnostiques et les approches thérapeutiques. Un champ d'innovation dont, probablement, on aperçoit encore à peine le potentiel, mais aussi les risques éventuels. La biologie humaine, régie par des phénomènes moléculaires, est un des domaines d’application les plus prometteurs des nanotechnologies. Les "nanos" permettent en effet de structurer des assemblages moléculaires destinés à interagir, traiter ou reconstituer un tissu ou un organe particulier dans le corps humain. Ces outils permettent aussi de miniaturiser des dispositifs qui seront des aides sans précédents pour le diagnostic in ou ex vivo. Les nanotechnologies peuvent être un remède à un grand fléau de nos jours qu’est le cancer. En effet, la plupart des traitements actuels ont des effets secondaires et ne sont pas toujours efficaces car ils endommagent autant les cellules saines que les cellules malades. C’est pourquoi il était nécessaire de trouver un moyen efficace d’atteindre directement les cellules malades.


Le docteur James McEwen
Le docteur Brian Day
Geof Auchinleck

Différents robots utilisés en médecine

Le dispositif Sensei

Le robot NAO

Le micro-robot Virob

Radiographie d'un thorax cachant un stimulateur cardiaque.

Le cyberknife

Une nanosonde interagissant avec un globule rouge