L'actualité du GDR

Journée Interfaces des assistants robotiques en chirurgie et en médecine interventionnelle.


L’usage d’un dispositif médical au bloc opératoire est fortement contraint en matière d’ergonomie : son installation doit être rapide, simple et robuste, son interface de pilotage doit être intuitive et dénuée d’ambiguïté. D’un point de vue général, la charge cognitive qu’engendrent l’usage et le pilotage de ces dispositifs doit être minimisée.

Ceci s’applique particulièrement aux dispositifs robotiques, qu’il faut souvent recaler dans la salle ou vis-à-vis du patient via un imageur ou une autre modalité, et qui offrent des modes de fonctionnement variés que le praticien doit pouvoir sélectionner de façon simple au cours de l’intervention. Par ailleurs, les dispositifs robotiques et les imageurs peuvent mettre à disposition des informations qu’il est pertinent de retourner au praticien, mais les interactions avec divers équipements et les personnels de soin sont nombreuses et compliquent l’interfaçage.

Dans les laboratoires comme au sein des entreprises innovantes du secteur, de nombreuses propositions voient le jour pour intégrer de façon synergique les dispositifs robotiques d’assistance dans le processus et la gestuelle opératoire. Les retours haptiques, la réalité augmentée, la télémanipulation ou la comanipulation, les interfaces vocales, les systèmes de tracking de geste, etc. sont autant de modalités d’interfaçage qui sont à l’étude. L’objectif de cette journée est de faire un point sur ces aspects.

Le programme, encore susceptible de varier légèrement est le suivant :


10h15 Début de la journée, accueil

10h30 Thomas Howard (ISIR).   Intégration de retour haptique à des instruments de chirurgie laparoscopiques




    Ce travail de thèse a pour but de pallier à la perte d’informations disponibles au chirurgien durant des procédures mini-invasives et aux dégradations de performances qui en découlent. En effet, la perte partielle et la distorsion de l’information haptique couplée aux difficultés ergonomiques inhérentes à la laparoscopie compliquent largement l’accès à des informations de positionnement, de force d’interaction outil-organe ainsi que de palpation.

    Le dialogue avec des cliniciens nous a fait identifier quelques axes ou des informations supplémentaires seraient d’intérêt pour le chirurgien, notamment en guidage lors de taches de résection ainsi que maitrise des efforts appliqués au fil durant la suture ou aux organes lors de la saisie.

    Nos expériences visent à comparer diverses modalités de retour d’informations sur ces deux axes. Les modalités étudiées sont d’une part les retours tactiles (dans un premier temps par moteurs vibrants au contact de la peau) et d’autre part le retour kinesthésique (en utilisant des comanipulateurs parallèles agissant sur l’instrument en même temps que le chirurgien). L'idée sera de déterminer si la transmissions d'informations via le canal haptique est tout d'abord fonctionelle, et ensuite si elle présente un intérêt particulier en termes de gains en performances et en confort de l'utilisateur, notamment à travers des comparaisons avec des retours visuels.


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11h15 Jean-Pierre Henry (Next Strategic Impulse). Impact de l’emploi du robot da Vinci sur les compétences non techniques

Les experts en gestion de systèmes à risques établissent communément de pertinentes analogies entre les métiers de pilote de chasse et de chirurgien :
• prise de décision sous forte pression temporelle
• management d’équipes en situations complexes et dangereuses
• gestion de la fatigue, du stress, etc.
Depuis l’avènement de la chirurgie robotique, la mise en œuvre de systèmes de haute technologie vient s’intégrer à cette liste de similitudes. Si ce type d’innovations est conçu pour aider l’opérateur dans la réalisation de son geste technique, il ne s’avère pas toujours optimisé pour favoriser la mise en œuvre de ses compétences dites « non techniques », notamment :
• la communication et la coopération avec les membres de l’équipe
• la conscience de la situation
• l’aide à la prise de décision
• le leadership
Navigateur sur Mirage 2000D, expert en simulation et en prise en compte du fonctionnement humain dans les systèmes à risques, Jean-Pierre Henry partagera les enseignements qu’il a obtenus par l’observation d’opérations assistées par robot.
• comment le robot restreint la perception de la situation
• en quoi cette limitation bride le processus de prise de décision
• comment sécuriser les communications au bloc robot
• quelles approches permettraient de redonner au chirurgien les éléments nécessaires à l’acquisition d’une conscience de la situation adaptée aux contraintes du bloc.

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14h Benoit Rosa (KU Leuven).  Assistance robotique pour la chirurgie de l'oeil.


L'occlusion de la veine centrale de la retine (CRVO, central retinal vein occlusion) est une maladie touchant environ 16 millions de personnes dans le monde, diminuant sensiblement l'acuité visuelle et pouvant aboutir à la cécité du patient. Un traitement prometteur consiste à injecter localement un agent thrombolythique afin de dissoudre le caillot bouchant la veine. Celui-ci est aujourd'hui réalisé dans de très rares cas du fait de la taille des veines concernées (10 à 400 microns) en regard de l'amplitude du tremblement naturel humain (de l'ordre de 150 microns). Par ailleurs, une fois l'aiguille insérée, le temps nécessaire à la dissolution du caillot peut varier de quelques minutes à plus de 45 minutes selon les cas : un mouvement trop important durant cette phase pourrait mener à de graves lésions au niveau de la rétine.

Nous présentons ici dans un premier temps le système robotique permettant d'assister le chirurgien dans cette tache difficile. Celui-ci est doté d'un mécanisme de centre de rotation déporté afin de stabiliser l'oeil durant l'opération. Par ailleurs, il est intéressant de se pencher sur les interfaces et lois de commande d'un tel dispositif. Deux commandes utilisant des paradigmes différents (téléopération et comanipulation) ont été développées et sont ici comparées. Les avantages et inconvénients de chacune sont évaluées tant du point de vue de la réalisation de la tache chirurgicale elle même que du point de vue de l'acceptation des utilisateurs et de l'intégration dans la salle d'opération.


15h Fabien Despinoy (LTSI-LIRMM). Comparative assessment of a novel optical human-machine interface for laparoscopic telesurgery.

Cette présentation est une étude comparative (préliminaire) de deux interfaces de commande, qui sont le Sigma 7 et la Leap Motion, pour l'exécution d'une tâche d'entraînement dans le contexte de la chirurgie laparoscopique robotisée, en utilisant le robot Raven-II. La conclusion de ce travail introduira  des perspectives sur  l'assistance aux gestes en chirurgie laparoscopique robotisée et la reconnaissance d'activités au bloc opératoire.


Guillaume Morel
Tanneguy Redarce
Bernard Bayle