Les outils chirurgicaux dotés de capteurs intelligents peuvent faire progresser la chirurgie et la thérapie cardiaques

De nombreuses chirurgies mini-invasives reposent sur des cathéters insérés dans le corps par de petites incisions pour effectuer des mesures diagnostiques et des interventions thérapeutiques. Les médecins, par exemple, utilisent cette approche basée sur un cathéter pour cartographier et traiter les battements cardiaques irréguliers (arythmies), souvent en localisant et en tuant ou en ablation de la zone de tissu cardiaque à l'origine des arythmies.

Bien que largement utilisée en chirurgie, l'approche actuelle basée sur un cathéter présente un certain nombre d'inconvénients. La rigidité des dispositifs de cathéter d'aujourd'hui signifie qu'ils ne s'adaptent pas bien aux tissus biologiques mous, ce qui a un impact sur la cartographie haute fidélité des signaux électrophysiologiques d'un organe. Les dispositifs actuels n'entrent en contact qu'avec une petite partie d'un organe à la fois, ce qui oblige à déplacer constamment une sonde, ce qui allonge les procédures médicales. Les systèmes de cathéters actuels sont également limités dans le nombre de fonctions qu'ils peuvent exécuter, obligeant les médecins à utiliser plusieurs cathéters dans une seule procédure d'ablation.

De plus, les longues procédures - par exemple, pour localiser et enlever les tissus provoquant des arythmies - risquent d'exposer le patient et le médecin à des rayons X potentiellement dommageables, car les médecins se fient aux images radiographiques au cours de la chirurgie pour guider leurs cathéters. Pour résoudre ces problèmes, les chercheurs ont développé une nouvelle classe d'instruments médicaux équipés d'un système électronique logiciel avancé qui pourrait considérablement améliorer les diagnostics et les traitements d'un certain nombre de maladies et affections cardiaques.

Les chercheurs ont appliqué des matrices extensibles et flexibles de capteurs et d'actionneurs d'électrodes, ainsi que des capteurs de température et de pression, à un système de cathéter à ballonnet souvent utilisé dans les chirurgies ou les ablations peu invasives pour traiter des conditions telles que les arythmies cardiaques.

Le nouveau système, qui s'adapte mieux aux tissus mous du corps que les appareils actuels, peut remplir diverses fonctions, notamment des mesures in vivo simultanées de la température, de la force de contact et des paramètres électrophysiologiques ; la possibilité de personnaliser les fonctions diagnostiques et thérapeutiques ; et des commentaires en temps réel. Le nouveau système peut également réduire considérablement la durée des procédures d'ablation invasives et l'exposition des patients et des médecins aux rayons X.

La nouvelle classe d'instruments permettra aux médecins d'acquérir un riche ensemble d'informations électro-physiologiques et de réaliser des interventions chirurgicales plus rapidement avec un seul système de cathéter instrumenté. En équipant un cathéter à ballonnet avec des composants électroniques, des capteurs et des actionneurs avancés conformes à l'organe, les chercheurs ont surmonté les défauts des systèmes actuels.