Un bras robotique guérisseur : le neuroArm et son héritage

« C'est ici que le robot est entré dans ma tête », dit Paige Nickason, 21 ans, la première patiente à avoir subi une intervention neurochirurgicale robotisée, en pointant une zone sur son front. « Maintenant que le robot neuroArm a enlevé la tumeur de mon cerveau, il pourra aider d'autres personnes comme moi, ailleurs dans le monde. » (Source : Jason Stang)

Les manipulations tout en douceur qui ont permis de retirer du cerveau de Paige Nickason une tumeur de forme ovoïde ont été rendues possibles grâce à un bras robotique de renommée mondiale. La technologie utilisée pour mettre au point le système neuroArm (en anglais seulement), le premier robot au monde pouvant exécuter une chirurgie à l'intérieur d'appareils d'imagerie par résonance magnétique, vient du Canadarm (mis au point par MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. [en anglais seulement] [MDA] pour le Programme de la navette spatiale américaine), du Canadarm2 et de Dextre. Ces trois systèmes robotiques de l'Agence spatiale canadienne (ASC) sont ceux qui servent à manipuler des charges lourdes dans l'espace et à entretenir la Station spatiale internationale.

Le système neuroArm découle de la recherche d'une solution à un dilemme chirurgical : comment faciliter les chirurgies difficiles? Comment rendre possibles des interventions jusqu'à maintenant impossibles à réaliser? MDA a travaillé en collaboration avec une équipe dirigée par le Dr Garnette Sutherland de l'Université de Calgary pour mettre au point un bras robotique de haute précision fonctionnant en conjonction avec les capacités évoluées d'imagerie des appareils d'imagerie par résonance magnétique (IRM). Le but était de permettre aux chirurgiens d'effectuer des chirurgies pendant que le patient se trouvait à l'intérieur d'un appareil d'IRM. Pour cela, il fallait concevoir un robot aussi agile que la main humaine, mais plus précis que cette dernière et exempt de tout tremblement. Une intervention à l'intérieur d'un appareil d'IRM signifiait aussi que le robot devait être entièrement constitué de matériaux non magnétiques (par exemple, des moteurs en céramique), de sorte qu'il ne soit pas perturbé par le champ magnétique de l'appareil et, à l'inverse, qu'il ne nuise pas aux images de résonance magnétique. L'équipe du projet a mis au point de nouvelles méthodes permettant de contrôler les mouvements du robot et donnant à l'opérateur un sens du toucher grâce à un contrôleur manuel haptique et intuitif installé dans un poste de travail à distance – un élément essentiel qui permet au chirurgien de contrôler le robot avec précision et de sentir l'interface entre les instruments et les tissus pendant l'intervention.

Des spécialistes en robotique et des chirurgiens ont cherché à faciliter les chirurgies difficiles et à rendre possibles les interventions impossibles.

Depuis la chirurgie qu'a subie Paige Nickason en 2008, le robot neuroArm a été utilisé dans l'expérience clinique initiale avec 35 patients qui n'auraient pas pu être opérés autrement. En 2010, la technologie neuroArm a été achetée par IMRIS Inc. (en anglais seulement), une société privée cotée en bourse spécialisée dans la fabrication d'instruments médicaux et établie à Winnipeg (Manitoba), au Canada, en vue de la création de la plateforme de prochaine génération et d'une distribution à grande échelle sous le nom « SYMBIS Surgical System ».

neuroArm (en anglais seulement)

IMRIS fait progresser la conception afin de commercialiser des interventions de résection de tumeurs du cerveau à effraction minimale, ce qui permet aux chirurgiens de voir des images détaillées et tridimensionnelles du cerveau, et d'utiliser des instruments et des contrôleurs manuels leur permettant de sentir les tissus et d'appliquer de la pression pendant les opérations. On procède à l'étalonnage, à la mise à l'essai et à la validation de SYMBIS au centre de recherche du Dr Sutherland depuis mars 2015. On s'attend à ce que SYMBIS puisse faire des interventions de microchirurgie et des biopsies stéréotaxiques dans l'ouverture de l'aimant pendant l'acquisition en temps réel d'images par RM. Le système est plus compact et il offre des éléments haptiques améliorés, des zones interdites de sécurité, la mise à l'échelle des mouvements et des filtres qui éliminent les tremblements. SYMBIS fait actuellement l'objet d'un examen de la FDA et, une fois qu'il sera approuvé, le système sera offert commercialement à d'autres centres à travers le monde pour en établir l'efficacité dans le cadre d'essais cliniques.

Par ailleurs, MDA continue d'appliquer ses technologies spatiales et son savoir-faire au développement et à l'exploitation de solutions médicales pour améliorer la qualité de vie sur Terre. L'entreprise est devenue partenaire du Hospital for Sick Children (SickKids) de Toronto (Ontario) et collabore à la conception et à la mise au point d'une solution technologique évoluée de chirurgie pédiatrique. Baptisé KidsArm, le système évolué de téléchirurgie est spécialement conçu pour permettre les interventions sur de jeunes enfants et des nourrissons. Le système KidsArm est destiné à être utilisé par des chirurgiens, de pair avec un système d'imagerie de haute précision en temps réel, pour rattacher des vaisseaux fragiles et délicats, tels que des veines ou des artères, ou encore des intestins.

En collaboration avec le Centre for Surgical Invention and Innovation (centre pour l'invention et l'innovation en chirurgie) situé à Hamilton (Ontario), Canada, la société MDA travaille également à mettre au point une plateforme évoluée pouvant être utilisée pour le dépistage et le traitement plus précis et moins invasifs des tumeurs mammaires dans un appareil d'IRM. Le système IGAR (Image-Guided Autonomous Robot [en anglais seulement]) offrira un accès, une précision et une dextérité améliorés, permettant ainsi des interventions plus précises et moins invasives. Le système IGAR subit actuellement la deuxième phase de ses essais cliniques canadiens à Hamilton (Ontario) et à Québec.

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