Chirurgie robotique « sans erreur »

Une étape historique dans l'industrie médicale vient d'être franchie lorsque le premier robot chirurgical automatisé au monde a réalisé avec succès une intervention chirurgicale complexe avec une précision absolue et sans aucune intervention humaine.

Cette avancée marque une étape majeure vers une nouvelle ère en médecine où les machines peuvent réaliser de manière autonome des interventions chirurgicales sophistiquées.

Le robot appelé SRT-H (Surgical Robot Transformer-Hierarchy) développé par des chercheurs de l'Université Johns Hopkins a démontré sa capacité à réaliser une chirurgie de la vésicule biliaire avec le même niveau de compétence que les chirurgiens expérimentés.

La particularité du SRT-H réside dans sa capacité à dépasser les limites des robots chirurgicaux traditionnels, non seulement en effectuant des tâches préprogrammées, mais également en étant capable de réagir et d'apprendre en temps réel.

La technologie de base du SRT-H repose sur une architecture d'apprentissage automatique avancée, similaire à celle utilisée dans les systèmes d'IA tels que ChatGPT. Cela permet au robot de traiter les commandes vocales de l'équipe médicale et d'ajuster ses actions en fonction des retours en temps réel. Cette adaptabilité est essentielle pour faire face aux imprévus qui peuvent survenir pendant une intervention chirurgicale.

Le robot a été entraîné grâce à un système d'IA appelé « apprentissage par imitation guidé par le langage », utilisant des vidéos de chirurgiens humains pratiquant des opérations de la vésicule biliaire sur des cadavres de porcs. Grâce à l'analyse de ces vidéos , le SRT-H a pu apprendre et reproduire avec précision les étapes d'une intervention chirurgicale de la vésicule biliaire.

Lors d'essais, le SRT-H a été testé sur huit groupes de vésicules biliaires et de foies de porc présentant des structures anatomiques diverses, reflétant les différences fréquemment rencontrées en chirurgie humaine. La séparation de la vésicule biliaire et du foie est une intervention qui prend plusieurs minutes et nécessite l'utilisation de divers outils, notamment le clampage, la coupe, ainsi que des compétences décisionnelles et adaptatives, des compétences courantes dans les interventions chirurgicales réelles.

Les résultats ont impressionné la communauté scientifique : le robot a atteint une précision de 100 % lors de toutes ses interventions chirurgicales. Le SRT-H était capable de reconnaître les tubes et les artères, d'appliquer des pinces et d'utiliser des ciseaux avec la même précision qu'un chirurgien humain. Cependant, le robot a mis plus de temps à réaliser cette opération qu'un chirurgien humain.

L'étape clé consiste à passer de l'exécution de tâches individuelles à la compréhension concrète des procédures chirurgicales, explique Axel Krieger, expert en robotique médicale et responsable de la recherche. Il compare le robot à une voiture autonome capable de « circuler sur n'importe quelle route, dans n'importe quelles conditions, en réagissant intelligemment à tout ce qu'elle rencontre ».

Ji Woong « Brian » Kim, figure clé du développement du SRT-H, a souligné que la fiabilité des modèles d'IA pour l'automatisation chirurgicale pouvait désormais être démontrée. Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour améliorer la précision et la sécurité chirurgicales, avec le potentiel de révolutionner les soins aux patients en réduisant les erreurs humaines et en améliorant les résultats thérapeutiques.

Bien que le SRT-H ait connu un succès remarquable en environnement contrôlé, il n'est pas encore prêt à être utilisé sur des patients réels. Cependant, ses performances lors des essais cliniques ont ouvert la voie à l'avenir de la chirurgie, où les robots pourront réaliser des interventions avec une intervention humaine minimale.

Comparé aux robots chirurgicaux existants, comme le système da Vinci d'Intuitive Surgical, approuvé par la FDA depuis 2000 et utilisé dans plus de 12 millions d'interventions dans le monde, le SRT-H représente une avancée technologique majeure. Alors que le système da Vinci s'appuie entièrement sur un chirurgien pour opérer à distance, le SRT-H peut fonctionner de manière totalement autonome.

L'équipe de développement envisage un avenir où le SRT-H et des robots similaires seraient entraînés à réaliser diverses interventions chirurgicales, réduisant ainsi le besoin de supervision humaine. À long terme, les robots chirurgicaux autonomes pourraient contribuer à pallier la pénurie de chirurgiens, à réduire les erreurs humaines et à fournir des soins constants et de qualité dans les zones mal desservies.

Cependant, passer de modèles contrôlés à la chirurgie sur des personnes réelles nécessitera une surveillance rigoureuse et l'approbation des organismes de réglementation. De plus, le recours à des systèmes automatisés soulève des questions quant à la responsabilité et au rôle des chirurgiens humains dans la prise de décision.

Cette recherche a été soutenue par la Health Advanced Research Projects Agency, la National Science Foundation et les National Institutes of Health. Alors que le secteur de la robotique chirurgicale – qui pèse aujourd'hui près de 10 milliards de dollars par an et prévoit la réalisation de 2,7 millions d'interventions chirurgicales robotisées d'ici 2024 – continue de croître, il sera essentiel de prendre en compte ces complexités éthiques pour garantir la cohérence des avancées technologiques avec les principes de sécurité et de soins des patients.