Les robots médicaux englobent les appareils techniques et les machines utilisés dans le domaine médical qui accomplissent des tâches mécaniques ou assistent celles-ci. Ce qui, il y a peu, relevait encore du domaine de la fiction s’est aujourd’hui largement démocratisé dans le quotidien de nombreux hôpitaux et centres de réanimation. Les robots médicaux viennent assister les chirurgiens, internes ou personnels soignants dans les tâches qui dépassent les capacités humaines de ceux-ci ou qui ne peuvent tout simplement pas être effectuées par l’humain. Ici, la fatigue lors des longues interventions chirurgicales un élément majeur. Sous l’impulsion des innovations et avec l’importance que cela représente pour la société, les robots médicaux autorisés sont de plus en plus répandus dans le monde ; la technique médicale s’ouvre ainsi de nouveaux horizons d’applications.

Composants et fonctionnement des robots médicaux

En raison de leur large spectre d’utilisation, les robots médicaux sont dotés de composants très variés qui sont conçus spécialement pour eux et revêtent en outre des formes et des constructions très diverses. Toutefois, la majorité d’entre eux sont composés d’une unité de commande d’une part et d’un manipulateur d’autre part. Ce dernier est l’élément qui exécute, c’est-à-dire le bras du robot, et comprend des segments comme les articulations, les capteurs, un système d’entraînement et ce que l’on appelle un effecteur.

Selon les domaines d’application du robot médical, l’effecteur peut être comparé à un préhenseur et sert de liaison entre le robot et l’environnement, dans le sens où il exécute des ordres. Même si les entraînements sont majoritairement électriques, la quantité des segments et articulations qui composent les robots varie selon l’application en question. Les capteurs ne contribuent pas uniquement à déterminer la position du manipulateur, ils recueillent et transmettent aussi diverses informations telles que les distances et les images de caméra à l’unité de commande du robot médical.

La commande des robots médicaux dépend en premier lieu du contexte dans lequel ils sont utilisés. Dans le cadre des interventions chirurgicales, l’opérateur travaille de manière active avec le robot. Le mouvement de la console, de la manette ou de l’élément de commande est converti ou mis en œuvre par le bras du robot (téléopération). Si en revanche le robot médical doit réaliser des mouvements précis de manière autonome, ceux-ci doivent être préalablement paramétrés ou décrits au moyen d’une programmation offline. 

Les robots médicaux au fil du temps

L’histoire des robots médicaux débute il y a environ 25 ans et compte parmi les plus récentes avancées de la technique médicale. Depuis, la robotique a su cependant s’établir rapidement et est devenue indispensable dans de nombreuses applications. Le développement rapide des robots et des processus assistés par ordinateur et la réelle euphorie qu’ils suscitent en médecine se fondent d’abord sur l’expérience positive acquise avec l’imagerie médicale telle que la radioscopie, le scanner et l’endoscopie. En outre, les innovations dans les domaines des processeurs et du stockage des données contribuent pour beaucoup aux progrès des robots médicaux, car l’utilisation d’unité arithmétique permet de traiter ou d’employer en parallèle de grands volumes de données. En définitive, la société se montre de plus en plus ouverte à la robotique dans le domaine médical et cette nouvelle manière de penser favorise le progrès des systèmes en question.

En peu de temps, de nombreuses opérations chirurgicales suivirent la première utilisation d’un robot médical ; celle-ci eut lieu en 1991 dans le cadre d’une résection transurétrale de la prostate (technique d’urologie en cas de tissus malades). La robotique s’est largement développée en Allemagne également ; bientôt, des robots médicaux interviendront en chirurgie osseuse. D’année en année, le nombre de robots médicaux utilisés dans le monde s’est développé et leur acceptation a augmenté. Ce changement est aujourd’hui plus que jamais visible : l’on constate une nette évolution des innovations et des progrès actuels en raison des nombreux systèmes et équipements du domaine de la robotique en attente d’autorisation.  

Précision dans l’espace et le temps — les objectifs et caractéristiques des robots médicaux

Contrairement à une certaine fiction, la robotique n’a, en médecine, pas pour but de remplacer totalement l’humain. Les robots médicaux jouent surtout un rôle d’assistant et doivent plutôt être vus comme une main aidante ou le prolongement du bras. Ils offrent une vaste palette d’utilisations et de possibilités de traitement et peuvent, dans des configurations spécifiques, simplifier certains processus et les effectuer avec précision. Les robots médicaux — ou plutôt leur élément exécutant — sont parfois appelés manipulateurs, car ils n’agissent pas de manière autonome et doivent être pilotés par une personne. La technique en ce sens offre donc une manipulation positive ou une optimisation des capacités humaines.

Le gros avantage et les caractéristiques élémentaires des robots médicaux résident principalement dans le fait qu’ils permettent des opérations peu invasives. Grâce à la constance de leur performance, les temps d’opération diminuent, les répercutions pour le ou la patiente s’amoindrissent et les personnels intervenants ne sont pas soumis à la fatigue. Les robots médicaux pilotés activement peuvent au besoin être commandés à une certaine distance. Le médecin compétent ne doit donc pas se trouver directement près de la table d’opération, mais peut commander le système à plusieurs mètres de là. Par ailleurs, les robots médicaux ne connaissent pas d’impulsions mentales et émotionnelles et permettent ainsi une très haute précision, d’un point de vue spatiale, mais aussi temporelle.

La médecine s’intéresse particulièrement à l’exactitude des robots médicaux dans le cadre d’opérations peu invasives qui reposent sur de petites incisions. Les systèmes sont en mesure de convertir les mouvements des médecins pour réaliser ensuite des actions minimales. Ainsi, un centimètre par exemple au niveau de la commande devient un millimètre sur le corps du ou de la patiente.