Des scalpels intelligents pourraient ouvrir la voie à des interventions chirurgicales réalisées par des appareils robotisés

Selon une étude, les scalpels dotés de capteurs intégrés pourraient rationaliser la formation des chirurgiens et ouvrir la voie à des procédures réalisées par des appareils robotiques.

Les chercheurs qui ont étudié les données capturées par le scalpel lors des essais ont découvert que ses capteurs pouvaient suivre avec précision la force appliquée par les utilisateurs pendant les interventions chirurgicales et la manière dont ils contrôlaient l’appareil au fil du temps.

L’analyse des données des capteurs a montré que la technologie pouvait évaluer cette compétence clé aussi efficacement que les méthodes d’évaluation traditionnelles, qui impliquent une évaluation visuelle par des praticiens expérimentés.

Un développement ultérieur pourrait voir la technologie – qui est équipée d’un système de détection de force nouvellement développé – utilisée pour évaluer un large éventail de compétences chirurgicales et aider à la création de dispositifs robotiques capables d’effectuer des procédures de manière sûre et efficace, selon l’équipe.

Ce dispositif peu coûteux, développé à l’Université d’Édimbourg, consiste en un scalpel connecté à un circuit imprimé chargé d’un capteur installé à l’intérieur de sa poignée. L’équipe de recherche a conçu un modèle d’apprentissage automatique qui analyse les données capturées lors de l’application de la force par les utilisateurs de scalpel.

Bien que le niveau de force appliqué soit connu pour être important en chirurgie, il existait jusqu’à présent peu d’outils capables de le mesurer dans des contextes réels. Ces types de mesures n’ont jamais non plus été utilisés dans les évaluations traditionnelles des compétences chirurgicales, affirme l’équipe.

Les chercheurs ont testé la nouvelle technologie en suivant 12 étudiants en médecine et deux chirurgiens alors qu’ils effectuaient une procédure connue sous le nom d’incision elliptique.

La procédure – qui consiste à pratiquer deux coupes courbes sur la peau – est utilisée pour éliminer les grains de beauté et les légions cutanées telles que le mélanome. Les tests ont été effectués sur un matériau synthétique composé de gélatine et de silicone qui imite les propriétés de la peau humaine.

L’analyse des données sur les compétences de chaque participant a été comparée aux évaluations à l’œil nu réalisées par quatre experts chirurgicaux – deux neuroscientifiques et deux chirurgiens plasticiens.

Les résultats correspondent largement à l’évaluation des experts chirurgicaux sur les capacités de chaque utilisateur, ce qui suggère que ce type de technologie pourrait contribuer à simplifier le processus d’évaluation des compétences chirurgicales.

Certaines divergences sont apparues, en partie parce que les neuroscientifiques et les chirurgiens plasticiens utilisent des techniques différentes de manipulation des instruments et des tissus, explique l’équipe.

Les résultats sont publiés dans la revue Ingénierie des communications. La recherche a été soutenue par UK Research and Innovation (UKRI).

Nous sommes ravis de développer ce nouveau système, qui utilise une combinaison de technologies de détection réelles et de méthodes d’apprentissage automatique pour évaluer quantitativement les compétences chirurgicales. Ce système permettra le développement de nouveaux systèmes d’évaluation des compétences et de formation, et pourrait un jour conduire à la création de dispositifs chirurgicaux automatisés pouvant assister les équipes chirurgicales.

Ram Ramamoorthy, professeur, École d’informatique de l’Université d’Édimbourg