Robots
Ces robots qui opèrent
La robotique suscite beaucoup d'espoir dans le domaine médical. Elle apporte une réponse nouvelle en matière de formation. Les universités ont de plus en plus recours à l'apprentissage sur simulateur avec retour d'effort.
La chirurgie laparoscopique ou minimale invasive ne cesse de se développer dans les blocs opératoires. Cette technique moins agressive que la chirurgie classique qui consiste à faire sur le patient de toutes petites incisions par lesquelles on introduit des instruments miniaturisés et une mini-caméra, s'avère très compliquée pour le chirurgien. Au lieu d'interagir sur les organes qu'il opère, ce dernier passe par des intermédiaires, avec pour conséquence des problèmes de synchronisation entre le regard et les mains. La caméra manipulée par un opérateur extérieur, offre des images en 2D sans profondeur de la cavité abdominale. Les outils très longs -40 cm- entraînent une perte de sensibilité. Ces techniques chirurgicales nécessitent de longs entraînements d'où l'intérêt de développer un simulateur de chirurgie laparoscopique avec retour d'effort. Le retour d'effort signifie aussi bien retour de force (simulation de rigidité, de poids) que retour tactile (simulation de la surface de contact, de la rugosité et de la température).
Toujours plus près du réel
Le projet AISIM (Action incitative simulation de chirurgie) mobilise six équipes de l'Inria (Institut national de recherche en informatique et en automatique) entre Sophia Antipolis, Grenoble et Rocquencourt (*). Dans ce projet de simulateur de chirurgie hépatique, l'Inria est associée pour l'expertise médicale au professeur Marescaux, fondateur de l'Institut européen de téléchirurgie basé à Strasbourg. Pour assurer un bon apprentissage de ces techniques très complexes de chirurgie, le simulateur doit rendre le réalisme d'une part des sensations visuelles et haptiques (relatives au toucher) et d'autre part, le réalisme du comportement de l'organe. Difficile de traduire toutes ces contraintes en données mathématiques, comme l'explique le docteur en informatique Jean-Christophe Lombardo, coordinateur de l'AISIM à l'Inria Sophia Antipolis: «pour le temps réel visuel, il faut une fréquence de 25 hertz soit 25 images par secondes. En revanche pour le temps réel haptique, il faut calculer précisément les forces qui s'exercent sur l'outil. Le sens du toucher étant beaucoup plus fin que la vue. Il faut monter à des fréquences qui vont de 300 à 10 000 hertz, soit 300 fois par seconde pour un objet mou à 10 000 pour un objet dur.» L'autre difficulté restant d'envoyer des données justes au chirurgien lors de la simulation. Il faut alors calculer les caractéristiques bio-mécaniques du foie, de la même manière que l'on étudierait la structure d'un bâtiment. Les détails techniques avec Jean-Christophe Lombardi : «le chirurgien doit pouvoir faire la différence s'il opère un organe sain ou malade, et sentir au moment de l'incision les déformations de l'organe entraînées par son geste. C'est très complexe. Le foie est un organe très vascularisé, complètement différent mort que vivant. Il nous est très difficile d'obtenir des données sur ce plan».
(*) Equipes de l'Inria:Sophia-Antipolis (Epidaure, Sinus), Grenoble (Imagis, Sharp), Rocquencourt (M3N, Mostra)
Toujours plus près du réel
Le projet AISIM (Action incitative simulation de chirurgie) mobilise six équipes de l'Inria (Institut national de recherche en informatique et en automatique) entre Sophia Antipolis, Grenoble et Rocquencourt (*). Dans ce projet de simulateur de chirurgie hépatique, l'Inria est associée pour l'expertise médicale au professeur Marescaux, fondateur de l'Institut européen de téléchirurgie basé à Strasbourg. Pour assurer un bon apprentissage de ces techniques très complexes de chirurgie, le simulateur doit rendre le réalisme d'une part des sensations visuelles et haptiques (relatives au toucher) et d'autre part, le réalisme du comportement de l'organe. Difficile de traduire toutes ces contraintes en données mathématiques, comme l'explique le docteur en informatique Jean-Christophe Lombardo, coordinateur de l'AISIM à l'Inria Sophia Antipolis: «pour le temps réel visuel, il faut une fréquence de 25 hertz soit 25 images par secondes. En revanche pour le temps réel haptique, il faut calculer précisément les forces qui s'exercent sur l'outil. Le sens du toucher étant beaucoup plus fin que la vue. Il faut monter à des fréquences qui vont de 300 à 10 000 hertz, soit 300 fois par seconde pour un objet mou à 10 000 pour un objet dur.» L'autre difficulté restant d'envoyer des données justes au chirurgien lors de la simulation. Il faut alors calculer les caractéristiques bio-mécaniques du foie, de la même manière que l'on étudierait la structure d'un bâtiment. Les détails techniques avec Jean-Christophe Lombardi : «le chirurgien doit pouvoir faire la différence s'il opère un organe sain ou malade, et sentir au moment de l'incision les déformations de l'organe entraînées par son geste. C'est très complexe. Le foie est un organe très vascularisé, complètement différent mort que vivant. Il nous est très difficile d'obtenir des données sur ce plan».
(*) Equipes de l'Inria:Sophia-Antipolis (Epidaure, Sinus), Grenoble (Imagis, Sharp), Rocquencourt (M3N, Mostra)
par Myriam Berber
Article publié le 25/01/2001
