Outils chirurgicaux à capteurs intelligents transforment 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 par cathéter pour cartographier et traiter les battements cardiaques irréguliers (arythmies) souvent en localisant et détruisant ou ablatant la zone de tissu cardiaque causant les arythmies.

Limites de l'approche cathéter actuelle

Bien que largement utilisée en chirurgie, l'approche actuelle par cathéter a plusieurs inconvénients. La rigidité des dispositifs cathéter actuels signifie qu'ils ne se conforment pas bien aux tissus biologiques mous, impactant la cartographie haute fidélité des signaux électrophysiologiques d'un organe. Les dispositifs actuels ne font contact qu'avec une petite partie d'un organe à la fois, rendant nécessaire de déplacer constamment une sonde, allongeant les procédures médicales. Les systèmes cathéter actuels sont aussi limités dans le nombre de fonctions qu'ils peuvent effectuer, obligeant les médecins à utiliser plusieurs cathéters dans une seule procédure d'ablation.

De plus, les longues procédures — par exemple pour localiser et ablater les tissus causant les arythmies — risquent d'exposer à la fois patient et médecin à des rayons X potentiellement dommageables, car les médecins s'appuient sur des images rayons X pendant la chirurgie pour guider leurs cathéters. Pour résoudre ces problèmes, des chercheurs ont développé une nouvelle classe d'instruments médicaux équipés d'un système électronique souple avancé qui pourrait améliorer dramatiquement le diagnostic et le traitement de nombreuses maladies et conditions cardiaques.

Nouveau système : matrices extensibles et flexibles

Les chercheurs ont appliqué des matrices extensibles et flexibles de capteurs électrodes et actionneurs, avec capteurs de température et pression, à un système de cathéter ballonnet souvent utilisé en chirurgies mini-invasives ou ablations pour traiter des conditions comme les arythmies cardiaques.

Le nouveau système, qui se conforme mieux aux tissus mous du corps que les dispositifs actuels, peut effectuer une variété de fonctions incluant : mesures simultanées in vivo de température, force de contact, et paramètres électrophysiologiques ; la capacité de personnaliser les fonctions diagnostiques et thérapeutiques ; et un retour en temps réel. Le nouveau système peut aussi réduire dramatiquement la durée des procédures d'ablation invasives et l'exposition des patients et médecins aux radiations X.

Cette nouvelle classe d'instruments permettra aux médecins d'acquérir un ensemble riche d'informations électrophysiologiques et de compléter les chirurgies en moins de temps avec un seul système cathéter instrumenté. En équipant un cathéter ballonnet de composants électroniques, capteurs et actionneurs avancés conformes à l'organe, les chercheurs ont surmonté les défauts des systèmes actuels.