Chirurgie assistée par ordinateur

Opérer un patient à plusieurs milliers de kilomètres de distance, atteindre un organe profond à travers une incision de quelques millimètres seulement, produire une image virtuelle 3D du tissu que l’on doit soigner… ces prouesses et bien d’autres sont désormais possibles grâce à la chirurgie assistée par ordinateur, domaine en pleine expansion depuis une quinzaine d’années.

© Inserm, E. Begouen - Laboratoire de l'unité Inserm 791 "Laboratoire d'ingénierie ostéo-articulaire et dentaire", Faculté de chirurgie dentaire, Nantes

© Inserm, E. Begouen

Laboratoire de l'unité Inserm 791 "Laboratoire d'ingénierie ostéo-articulaire et dentaire", Faculté de chirurgie dentaire, Nantes

CAO : une révolution en cours

La chirurgie assistée par ordinateur (CAO) désigne l’ensemble des systèmes aidant le praticien dans la réalisation de ses gestes diagnostiques et thérapeutiques, en ayant pour but de les rendre plus précis et plus efficaces, tout en étant par ailleurs le moins invasif possible. Elle permet le cas échéant de diriger une intervention à distance (téléchirurgie). La CAO fait notamment intervenir l’imagerie à traitement numérique et la robotique chirurgicale.

Chirurgie mini-invasive : éviter les dommages

Dans une chirurgie classique, le praticien opère une large incision et un dégagement pour parvenir aux tissus ou organes sur lesquels il doit intervenir. Mais ces gestes provoquent parfois désagréments et dommages : temps de récupération long, lésions sur les zones d’intervention, douleurs et complications postopératoires.
La chirurgie mini-invasive est une évolution récente des pratiques séculaires de l’intervention chirurgicale : le chirurgien réalise des incisions très limitées et utilise des instruments longs, avec un endoscope (instrument optique à courte focale) et un système d’imagerie intégré. Attention, ce système a aussi des inconvénients : perte de sensation tactile et de dextérité, amplification des faux mouvements ou tremblements, image déformée ou limitée en résolution, contraste, couleur. Pour pallier ces défauts, la robotique, l’informatique et l’imagerie médicales travaillent à améliorer la qualité et l’ergonomie du geste chirurgical.

Premières européennes
En Europe, la première opération par ordinateur a eu lieu en 1998, en Belgique : il s’agissait d’une cholécystecomie, c’est-à-dire de l’ablation de la vésicule biliaire. L’année suivante, Alain Carpentier réalisait à Paris la première intervention cardiaque assistée par un robot. En 2001, Jacques Marescaux a réalisé la première opération à distance, depuis New York, d’un patient hospitalisé à Strasbourg.

Réalité virtuelle et réalité augmentée

Un système CAO en thoracoscopie (exploration et intervention par voie thoracique) ou laparoscopie (par voie abdominale) se compose typiquement d’une console de chirurgien avec visionneuse 3D, d’un chariot d’opération avec bras d’instrumentalisation et d’un chariot d’imagerie permettant le contrôle direct en temps réel. Des systèmes électroniques d’amplification cinématique permettent de démultiplier les mouvements du praticien, mais aussi de filtrer et stabiliser ses gestes (atténuation du tremblement naturel par exemple).
Une autre dimension de la CAO est la réalité virtuelle, plus précisément la réalité augmentée. La réalité virtuelle (RV) simule informatiquement un environnement réel et le reproduit, au moins dans des dimensions visuelles, ce qui permet à l’opérateur de s’y immerger et d’y interagir. La réalité augmentée (RA) a pour objectif de combiner réel et virtuel de manière interactive, par interfaçage direct entre la zone d’opération, les outils d’intervention et les gestes du praticien. On cherche à obtenir des simulations de plus en plus réalistes des tissus d’un patient et de leurs composants anatomiques (par exemple nerfs, veines, artères), afin de guider au plus près les gestes chirurgicaux.

De l’orthopédie au traitement des tumeurs

La CAO est particulièrement bien adaptée à la chirurgie des tissus mous (viscérale, urologique, cardiaque), aux interventions orthopédiques (prothèses du genou et de la hanche, ostéotomie tibiale) ainsi qu’à la chirurgie dentaire et parodontale, domaines où elle connaît un développement rapide. Mais elle est potentiellement extensible à tout type d’intervention. Elle prend aussi un rôle de plus en plus important dans le diagnostic et la thérapie des tumeurs.
Il faut enfin souligner que le couplage de la CAO avec les systèmes d’information et communication a un rôle de formation et d’éducation des praticiens : apprentissage des techniques opératoires complexes, assistance aux gestes chirurgicaux difficile, planification précise des interventions délicates

Pour aller plus loin

Communiqués de presse

Inauguration de l'Institut de chirurgie expérimentale (ICE) à Lyon (5 janvier 2006) (54,7 ko)

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