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Un robot navigue seul dans une artère jusqu’au lieu de l'intervention cardiaque

Comme une paille sur ce fruit, un cathéter est utilisé en chirurgie cardiaque pour explorer l'organe | Creative Commons

Des chercheurs du Boston Children’s Hospital (Etats-Unis) ont mis au point un cathéter robotisé, capable de se diriger dans le cœur sans intervention humaine. Pourvu de capteurs et d’un système d’intelligence artificielle, le prototype a pu se frayer seul un chemin vers une cible de petite taille: une fuite dans une prothèse de valve cardiaque. Effectués sur des cœurs porcins actifs et remplis de sang, ces essais font l’objet d’une publication dans Science Robotics.

Pourquoi c’est important? Les cathéters servent à diagnostiquer et à soigner de nombreuses affections cardiovasculaires. Ces longs tubes flexibles sont introduits dans les artères. Lorsque l’intervention a lieu à l’intérieur du cœur, la navigation de l’instrument requiert des gestes techniques complexes. Le cathéter autonome a pour but d’épargner au chirurgien cette étape fastidieuse. Il pourrait également faciliter les interventions à distance.

Comment ça marche? Un scan préalable désigne l’endroit à atteindre dans le cœur. Le cathéter se rend seul au lieu de l’intervention, puis le chirurgien prend la main. Le système de navigation autonome combine analyse d’images, intelligence artificielle et capteurs tactiles. Il peut ainsi évaluer en direct l’environnement et adapter son action selon qu’il s’agit de tissus, de sang ou d’un élément artificiel. Le moteur qui entraine et fait tourner le cathéter reste à l’extérieur du corps du patient.


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Illustration du déplacement du cathéter robotisé vers une prothèse valvulaire cardiaque |Fagogenis et al., Sci. Robot. 4, eaaw1977 (2019)

Le système est-il prêt pour les patients? Pas encore. Pour l’instant, les chercheurs ont testé leur prototype sur de nombreux cœurs de porc. Ils ont démontré la précision de la navigation autonome avec une intervention chirurgicale nécessitant un placement délicat du cathéter: le colmatage d’une fuite sur une valve artificielle. Une complication fréquente qui survient quand la valve adhère mal aux tissus. La dimension de la cible est généralement de l’ordre du millimètre carré.

L’utilisation de l’intelligence artificielle suscite également des questions. Les chercheurs envisagent notamment de collecter les données des interventions pour que le système apprenne et gagne en efficacité. Aux États-Unis, ce genre de démarches fait l’objet de discussions au sein de la Food and Drug Administration, qui souhaite les encadrer.

L’avis de l’expert. Christoph Huber, chef du Service de chirurgie cardio-vasculaire aux Hôpitaux universitaires de Genève, pense qu’un tel système peut apporter une réelle plus-value lors d’interventions endovasculaires.

«Pour diriger le cathéter vers sa cible, vous n’avez que trois options: tirer, pousser et opérer une rotation. La tâche me semble parfaitement reproductible par un robot. Notre plus grande difficulté, est de nous repérer dans un espace tridimensionnel sur la base de scanners en deux dimensions. Un robot pourrait se repérer dans cet environnement de manière plus efficace. Je pense que ce système aurait tout à fait sa place en cardiologie.»

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