Système télérobotique à distance permet aux chirurgiens de traiter les AVC en temps réel

Des ingénieurs du MIT ont développé un système télérobotique pour aider les chirurgiens à traiter rapidement et à distance les patients subissant un AVC ou un anévrisme. Avec un joystick modifié, des chirurgiens dans un hôpital peuvent contrôler un bras robotique à un autre endroit pour opérer en toute sécurité un patient pendant une fenêtre critique de temps qui pourrait sauver sa vie et préserver sa fonction cérébrale.

Le système robotique, dont le mouvement est contrôlé par aimants, est conçu pour assister à distance l'intervention endovasculaire — une procédure effectuée en urgence pour traiter les AVC causés par un caillot sanguin. De telles interventions nécessitent normalement qu'un chirurgien guide manuellement un fil fin vers le caillot, où il peut physiquement dégager le blocage ou délivrer des médicaments pour le dissoudre.

Une limitation de ces procédures est l'accessibilité : les neurochirurgiens sont souvent basés dans de grandes institutions médicales difficiles d'accès pour les patients en zones reculées, particulièrement pendant « l'heure dorée » — la période critique après le début d'un AVC, pendant laquelle le traitement doit être administré pour minimiser tout dommage au cerveau.

L'équipe du MIT envisage que son système robotique puisse être installé dans de petits hôpitaux et guidé à distance par des chirurgiens formés dans de grands centres médicaux. Le système inclut un bras robotique médical avec un aimant attaché à son poignet. Avec un joystick et imagerie en direct, un opérateur peut ajuster l'orientation de l'aimant et manipuler le bras pour guider un fil magnétique souple et fin à travers artères et vaisseaux.

Les chercheurs ont démontré le système dans un « fantôme », un modèle transparent avec vaisseaux répliquant les artères complexes du cerveau. Avec seulement une heure de formation, des neurochirurgiens ont pu contrôler à distance le bras du robot pour guider un fil à travers un labyrinthe de vaisseaux pour atteindre des cibles dans le modèle.

« Nous imaginons, au lieu de transporter un patient d'une zone rurale vers une grande ville, il pourrait aller à un hôpital local où des infirmières pourraient configurer ce système. Un neurochirurgien dans un grand centre médical pourrait regarder l'imagerie en direct du patient et utiliser le robot pour opérer dans cette heure dorée. C'est notre rêve futur », dit Xuanhe Zhao, professeur de génie mécanique et de génie civil et environnemental au MIT.

Zhao et son équipe ont publié leurs résultats dans Science Robotics. Le nouveau système de l'équipe s'appuie sur un travail de 2019, où ils ont démontré le guidage d'un fil contrôlé magnétiquement à travers un modèle en silicone taille réelle des vaisseaux sanguins du cerveau. Ils l'ont fait à l'époque avec un aimant tenu à la main, de la taille d'une boîte de soupe, qu'ils manipulaient manuellement.

Ils ont depuis fixé l'aimant au bout d'un bras robotique médical, qui peut être guidé avec un petit bouton joystick sur une souris. En inclinant le joystick, les chercheurs peuvent incliner l'aimant dans une orientation qu'un fil magnétique peut suivre. Les boutons sur la souris contrôlent un ensemble de moteurs linéaires motorisés, qui font avancer et reculer le fil pour le faire bouger avant et arrière.

Le fil est aussi fin et flexible qu'un guidewire neurovasculaire conventionnel, avec une pointe souple, magnétiquement réactive, qui suit et se plie dans la direction d'un champ magnétique.

Le système robotique a été testé au Cath Lab du MGH — une salle d'opération avec équipement d'imagerie médicale standard utilisé dans les procédures endovasculaires. Les chercheurs ont installé le bras robotique dans le lab, avec un modèle en silicone taille réelle de vaisseaux sanguins. Ils ont mis le joystick, avec un moniteur affichant une vidéo en direct du modèle, dans une salle de contrôle. Après seulement une heure de formation, les neurochirurgiens ont pu opérer le système avec succès pour guider le fil à travers des vaisseaux complexes difficiles à naviguer avec un guidewire manuel.

L'équipe a aussi utilisé le système robotique pour éliminer des caillots simulés dans des zones difficiles d'accès dans le modèle. Ils ont guidé le guidewire à travers les vaisseaux, et autour de virages serrés, pour atteindre les régions où les chercheurs avaient simulé des caillots. Une fois le fil guidé au caillot, les chirurgiens ont procédé avec les méthodes endovasculaires standard pour enfiler un microcathéter le long du fil jusqu'au site du caillot. Ils ont rétracté le fil, laissant le cathéter, qu'ils ont alors appliqué pour retirer le caillot avec succès.

L'équipe du MIT espère que le système téléopéré peut aider plus de patients à recevoir un traitement critique dans les temps.

Pour plus d'informations, contactez Sarah McDonnell à cet email protégé ; 617-253-8923.