Robots manipulateurs en chirurgie endonasale

En 2003, Wurm [78] exposa un système robotique automatisé permettant d’accéder au sinus sphénoïdal. Un scanner pré-opératoire était réalisé pour planifier la trajectoire voulue sur un logiciel. Un outil associait l’endoscope et trois canaux additionnels à l’ex- trémité, afin de fraiser, aspirer et nettoyer. Cet outil était ensuite connecté à un robot industriel RV-1a Mitsubishi, architecture en série à 6 DDL. Testé sur 5 sujets anatomiques en laboratoire, il n’a pas bénéficié d’autres avancées à un stade pré-clinique. Un endoscope flexible maintenu par un mécanisme à 3 DDL a été présenté par une équipe coréenne [29] pour la chirurgie du sinus maxillaire. Ce système est composé de 4 modules : un endoscope, un outil pour biopsie, un module de translation et un module d’actionnement. L’endoscope et la pince à biopsie présentaient chacun 4 DDL, contrôlés par deux joysticks. Ce système n’a été testé que sur un modèle en résine. On peut s’in- terroger sur la demande clinique d’un robot dédié spécifiquement à la chirurgie du sinus maxillaire, pourtant techniquement la plus accessible.Une équipe de l’université de Boston [10] a conçu un système permettant de télé- opérer à deux mains en chirurgie endonasale. Il s’agissait d’un robot continu à tubes concentriques, formant deux canules contrôlées à distance par deux interfaces haptiques (Figure 4.21). Une pince flexible passait par le tunnel central du tube, actionné par deux tendons. Le contrôle se faisait par deux interfaces Phantom Omni. Un endoscope conventionnel était simplement fixé sur un bras articulé passif. Cette technologie permet de donner aux instruments des formes complexes pour atteindre la cible. Ce système permettrait donc d’atteindre des zones difficiles d’accès ; cependant, il n’a été testé que sur cadavre pour le moment, dans la chirurgie de l’hypophyse par voie endonasale.

Dans cette revue de la littérature, nous avons établi une classification des robots étu- diés pour la chirurgie otologique et sinusienne, en fonction de leurs applications cliniques. De nombreux robots ont été étudiés, avec des approches très variées en terme d’applica- tions, de contrôle ou de cinématique. Mais actuellement, très peu ont atteint un stade clinique en obtenant le marquage CE. A date, aucun robot porte-endoscope ne permet de passer de la chirurgie oto-endoscopique à la chirurgie sinusienne. Il paraît pourtant intéressant de partager le même robot pour toutes les procédures endoscopiques en chirurgie ORL voire en neurochirurgie. Cela évi- terait par exemple à une structure de soins de multiplier les achats de robots et les formations associées. Une voie d’amélioration est également de dissocier totalement le contrôle du robot et la main du chirurgien, et d’incorporer une navigation en réalité augmentée afin d’accroître la sécurité du geste chirurgical. — le patient : au sein duquel agit le système. Ce pôle du diagramme pieuvre fournit des informations sur la géométrie dans laquelle l’endoscope doit évoluer (i.e. l’espace de travail du système), les contraintes mécaniques à respecter pour ne pas blesser le patient, et les cas d’usages/scénarios typiques d’utilisation d’un endoscope en fonction des diverses pathologies.

Inspiré de l’état en l’art en laparoscopie, le robot peut être positionné sur un chariot roulant au sol. L’avantage est d’être mobile et aisé à transporter entre les salles de bloc. Ce type de fixation est fréquent en salle d’intervention, comme c’est déjà le cas pour le microscope par exemple. La base du robot serait déportée au plafond, ce qui permet de libérer l’espace au sol, comme pour les scialytiques par exemple. Cela permet une plus grande liberté de mouvement par rapport au patient, et libère de l’espace de travail.Cependant, cela contraint le système a n’être utilisé que dans une salle de bloc dédiée, ce qui peut être un problème dans certaines structures de soin. Par ailleurs, le placement est incertain au niveau des points d’attache au plafond par rapport à la table d’opération selon les salles de bloc, et cela rend plus difficile le dimensionnement et l’optimisation de l’espace de travail du robot.

D’après les différentes possibilités évoquées précédemment, les choix les plus adaptés à la chirurgie otologique paraissent être la fixation sur rail de table d’opération, ou au sol. Ces deux modalités de fixation permettent de respecter la fonction contrainte FC7 définie en 4.24 (pouvoir s’adapter à n’importe quel bloc opératoire), à la différence d’une attache au plafond. Une fixation à la table d’opération permettrait de minimiser la taille et la masse du robot, par rapport à la fixation au sol. Cependant, cela demande une phase d’apprentissage, et ces commandes peuvent entrer en conflit avec le dialogue entre le chirurgien et le personnel du bloc pendant l’opération. Cela nécessiterait donc l’utilisation d’une pédale d’activation, ce qui limite l’avantage a priori de cette méthode. Par ailleurs, il peut être difficile de préciser verbalement les amplitudes ou directions précises demandées au robot.Cependant, tout comme lors de la commande vocale, il peut être difficile, dans un espace restreint et anatomiquement complexe, de préciser à l’aide opératoire les directions précises voulues pour la manipulation du robot. Par ailleurs, cela nécessite une personne supplémentaire disponible durant toute la durée de l’opération, ce qui n’est pas possible dans toutes les structures de soins.