Chirurgie robotique autonome des tissus mous : STAR surpasse les experts

Et si votre prochaine opération était planifiée et réalisée par un robot ? Une équipe de l'Université Johns Hopkins travaille à concrétiser cette vision.

De l'assistance à l'autonomie

La chirurgie robot-assistée n'est pas nouvelle : le système da Vinci, par exemple, utilise des bras robotiques téléopérés par un chirurgien, sans autonomie. D'autres systèmes comme TSolution One® découpent l'os avec précision selon un plan préétabli, mais pour des tissus durs.

Les tissus mous posent des défis uniques : mouvements imprévisibles liés à la respiration, contraintes de taille des instruments. C'est là qu'intervient STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), développé par Axel Krieger et ses collègues, avec le soutien du NIBIB.

Une première : anastomose intestinale laparoscopique autonome

STAR réalise l'anastomose intestinale — suture de deux segments d'intestin grêle pour former un tube continu — sous supervision chirurgicale. Après exposition manuelle des bords tissulaires par le chirurgien, STAR image la zone, élabore un plan de suture selon la forme et l'épaisseur du tissu, et l'exécute après validation humaine. Si le tissu se déforme au-delà d'un seuil, STAR demande confirmation pour un nouveau plan. Le processus se répète jusqu'à la fin.

« En intégrant nouveaux outils de suture, systèmes d'imagerie, algorithmes d'apprentissage et contrôles robotiques, STAR visualise la scène, génère un plan et l'exécute avec haute précision. Il ne vise pas à remplacer les chirurgiens, mais à les assister dans les tâches précises et répétitives pour améliorer la cohérence inter-patients », explique Krieger.

Performance supérieure aux chirurgiens experts

Testé sur des « fantômes » d'intestin grêle synthétique montés sur un simulateur de mouvements respiratoires, STAR a réalisé l'anastomose cinq fois. Quatre chirurgiens experts l'ont réalisée deux fois en laparoscopie manuelle et deux fois avec un système robot-assisté différent.

Résultats : STAR commet moins d'erreurs, assure une régularité supérieure dans l'espacement et la profondeur des sutures. L'écoulement de liquide visqueux à travers les anastomoses était le plus laminaire (fluide) pour STAR, indiquant une qualité supérieure.

Sur modèle porcin (5 porcs, 4 opérés par STAR, 1 en laparoscopie manuelle), STAR a encore fait moins d'erreurs. À 7 jours, la cicatrisation était indiscernable entre les deux méthodes.

« STAR est plus constant et précis que des chirurgiens experts pour les tâches de suture. Cela démontre le potentiel de la robotique chirurgicale autonome pour démocratiser les soins — vers des résultats plus prévisibles et constants », affirme Krieger.

Krieger compare cette évolution à l'acceptation progressive des aides à la conduite (régulateur, assistance de voie, stationnement automatique) menant aux voitures autonomes : une progression similaire attend la robotique médicale.