Les robots au bloc opératoire

  • La robotique en salle d'opération:

Aujourd'hui, les avantages de la robotisation ne sont plus à démontrer: amélioration de la souplesse des installations, de la qualité des produits, de la productivité. C’est dans cet esprit que les robots son t introduits en bloc opératoire.

Dans le même souci d'amélioration de la qualité des soins fournis aux patients, on a vu apparaître ces dernières années, de nouvelles techniques chirurgicales s'appuyant sur l'utilisation de robots. Ces robots restent cependant opérateur dépendants: il est impossible de leur confier, pour le moment, une tâche entièrement automatique. C'est pourquoi on parle bien de la robotisation au bloc opératoire et non de l'automatisation de l'acte chirurgical.

Les robots utilisés en chirurgie servent à rendre possible des opérations impossibles ou bien à faciliter des opérations complexes plutôt qu'à automatiser des opérations "banales".

Un robot médical est un robot qui peut soit être piloter par un médecin et cela en vu d’une meilleure précision ou alors exécuter des opérations délicate qui auront ainsi plus de chance de réussir. De plus les robots ont la capacité d intervenir sur des cellules cible ce qui a pour effet de limiter les effets secondaires après une opération ou après l’injection de médicament.

D’autres parts ces robots permettront au médecin de se spécialiser d’avantage dans le domaine de la chirurgie par exemple car remplaceront les médecins dans de longue et éprouvante tache.

On a choisi de vous présenter deux robots qui sont le virob et le robot da Vinci.

Un robot médical

Le robot Da Vinci

Le robot Da Vinci est une machine dirigée par un chirurgien qui peut réaliser des opérations. Il est fabriqué par l'entreprise américaine Intuitive Surgical depuis 2003. Près de 1 400 exemplaires avaient été vendus début 2010, dont plus de 1 000 aux États-Unis .

Le robot Da Vinci

L'utilisation du Da Vinci par un chirurgien apporte plusieurs avantages, en effet, ses bras manipulateurs possèdent bien plus de liberté qu’une main humaine, et ils permettent une plus grande précision, car les petits mouvements (tremblements) du chirurgien n'ont pas d'effet sur eux, il y a donc moins de risques de complications postopératoires et les temps d'hospitalisation sont plus courts.

Depuis le début de l’année 2010 il n’existe toujours pas de concurrent au robot da Vinci. Le Da Vinci est équipé de trois ou quatre bras manipulateurs. Un bras tient une caméra endoscopique qui donne une vue en trois dimensions au chirurgien, les autres tiennent des objets tels qu'un bistouri, qui découpe les tissus.

 

Le robot Da Vinci coûte entre un et deux millions d'euros en France. Suivant les versions, il peut peser 650 kg, ou 500 kg. Une version mesure environ deux mètres de haut et un mètre de profondeur.

La principale contrainte de cette innovation est son prix. Le Da Vinci robot coûte effectivement cher et ne peut donc être disponible dans tous les hôpitaux, de plus il ne peut évidement n’exécuter qu’une opération la fois.

 Le robot Da Vinci effectuant une opéartion

Le robot Virob

Le virob est un nano robot qui n’a qu’un millimètre de diamètre, et qui peut ramper à travers les vaisseaux et les cavités des patients.

Il est contrôlé par un champ magnétique externe.

L’objectif du Virob, est qu'il peut être utiliser pour délivrer une quantité précise de produits médicamenteux (pour le cancer du poumon ou pour les métastases par exemple) ou de tirer des organes à travers un terrain tortueux (comme le marteau de l’oreille).

Les chercheurs prévoient également d'installer des caméras, des pinces miniatures et d'autres équipements dans le but d’optimisés la qualité de ce robot

 

 Le robot Virob.

De plus, la structure unique de la structure du robot lui donne la capacité de se déplacer dans les espaces restreints et dans les passages courbes ainsi que la possibilité de rester pendant un temps conséquent à l’intérieur du corps, rendant la technologie révolutionnaire et idéale.

L’intérêt d’un tel robot n’est pas les opérations seulement mais celui-ci peut administrer des médicaments directement à certains organes à des quantités optimales en vu d’un rétablissement plus rapide et moins coûteux q’une opération actuelle, ou l’utilisation de médicament à effet secondaire sur d autres organes.

Problème de ce dernier : il peut se coincer dans certains endroits restreints créant ainsi des obstructions des vaisseaux sanguins ou autres.

  • Avantages et inconvénients de ces robots:

1)- Avantages:

Pour le médecin qui procède à l’acte chirurgical, les atouts majeurs de l'utilisation de robots chirurgicaux sont la précision du geste, sa sécurité ainsi qu'une réduction significative de la douleur et de la durée d'hospitalisation. Ces avantages se font tout d'abord au bénéfice du chirurgien mais, les conséquences de l'amélioration du geste chirurgical profitent évidement au patient.

Parmi les avantages propres à la robotisation pour l’utilisateur on note :

La diminution de la fatigue : Le chirurgien se trouve dans une position idéale, assis et reposant ses bras sur la console. Moins soumis à la fatigue, il contrôle ses gestes et par conséquent amoindrit le tremblement des outils. Dans le cas de systèmes autonomes, le chirurgien n'a qu'à contrôler le bon fonctionnement du robot.

La plus grande précision du geste chirurgical : Les logiciels des robots comportent des programmes de démultiplication des mouvements ou bien d'automatisation du geste. Ceci rend donc le geste plus précis.

Une planification plus rapide de l'intervention : Avant la pose manuelle d'une prothèse de hanche ou du genou, le chirurgien doit définir l'emplacement approximatif de la prothèse d'après les images radiologiques du patient. La préparation peut être longue et laborieuse si l'on considère que la radiographie n'est pas à la taille réelle de l'os et que le chirurgien doit prendre en compte ce changement d'échelle. Le logiciel de planification est capable de prendre en compte et de corriger les phénomènes de distorsion de l'image. La phase préopératoire ne dure alors que cinq à dix minutes. La position de la prothèse est calculée automatiquement.

Pour ce qui du patient les avantages sont plus de précision pour son opération, la réduction de la douleur et bien sur la réduction du temps d'hospitalisation.

2)-Inconvénients:

Tout comme les avantages des robots pour les utilisateurs il y a des inconvénients :

Le choix de certains outils imposé par l'utilisation du robot : Le chirurgien orthopédique est contraint, pour le moment, d'utiliser les prothèses répertoriées dans la bibliothèque du logiciel de planification. Ces prothèses ne coïncident pas forcément avec celles qu'il avait l'habitude de poser.

Le type d'opérations limité.

Une mise à jour des logiciels est importante : Outre les observations précédentes, il y a lieu de s'assurer régulièrement des performances de l'informatique de commande et de suivre les mises à niveau des programmes.

Une perte de temps à l’initiation à la machine : Le nombre d'interventions pratiquées avec un robot est encore trop peu important pour que le chirurgien et son équipe aient eu le temps de prendre parfaitement connaissance de ce nouvel outil. Actuellement, une intervention conventionnelle d'une heure et quart est rallongée d'une vingtaine de minutes en utilisant un robot.

Un médecin testant le robot Da Vinci sur un jeu.

Sous-Axe III: Réalisation des circuites électroniques.

Cinq circuits (de base) sont nécessaires pour faire fonctionner le robot.Le circuit d'alimentation : délivre trois tensions régulées (5 V, 6 V et 9V). Il suffit simplement de se connecter aux borniers pour les récupérer.

Alimentation du robot.

La platine de commande : elle accueille le microcontrôleur (celui qui stocke le programme et qui pilote les actionneurs en fonctions des signaux émis par les capteurs). Il est possible de raccorder huit circuits simultanément (entre capteurs et actionneurs) sur les ports de la platine (prises par lesquelles passent les informations du microcontrôleur vers les circuits ou inversement). Les ports sont repérés par la lettre P (de P0 à P7).Ce circuit est alimenté en 6V. Il délivre également du 0V et du 5V.

      

 Le microcontrôleur                                                              Platine de commande    

Le circuit DEL: permet d'émettre un signal lumineux ou sonore (nécessaire en fonction de l'épreuve). Composé de 2 fils, il suffit de brancher le fil bleu sur l'un des ports de la platine de commande, le second (fil noir) se branche sur du 0V.

            

Circuit D.E.L                                                                         Circuit Buzzer

Le circuit LDR : détecte une source de lumière. Il permet d'actionner le robot à partir de l’éclairage d'une lampe par exemple. Deux fils sont nécessaires, le fil bleu se branche sur l'un des ports de la platine, le fil noir se raccorde sur du 0V.

Circuit L.D.R.

Le circuit microswitch : circuit de détection d'obstacle. Trois fils, le fil rouge (5V), le fil bleu (Port), le fil noir (0V).

Circuit microswitch


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