En 2002, une startup française a développé un robot d’aide à la neurochirurgie. Elle a été rachetée en 2016 par Zimmer Biomet, et son robot, ROSA ONE Brain, est aujourd’hui utilisé dans le monde entier.
La naissance du projet ROSA ONE Brain
L’aventure de ROSA a débuté bien modestement, en 2002, grâce à une poignée de passionnés. Ce petit groupe de développeurs croyait en l’avenir de la robotique en chirurgie. Il s’est donc lancé dans le développement d’un robot permettant de guider les gestes des chirurgiens et de gagner en précision lors d’opérations mini-invasives. L’objectif de cette robotisation était de diminuer les risques infectieux et de réduire le temps de rétablissement des patients. Pour mettre au point cet assistant mécatronique, l’équipe d’ingénieurs a décidé d’utiliser un robot industriel existant.
L’idée était d’adapter un robot industriel au monde médical en le customisant et en développant des programmes adaptés. Le choix s’est rapidement porté sur des robots Stäubli. Il s’agit de robots qui à l’origine peignent des carrosseries de voitures! Le constructeur suisse a été choisi car ses robots remplissaient les critères de répétabilité souhaités et possédaient 6 axes. Grâce à ces 6 degrés de liberté, ROSA ONE Brain est capable de reproduire les mouvements d’un bras humain. Un autre facteur de choix déterminant était la collaboration du fabricant sur la customisation.
ROSA ONE Brain n’est-il qu’un robot industriel?
Il serait faux de réduire ROSA ONE Brain à un robot industriel customisé. Car si sa partie mécanique est bien issue du monde industriel, le robot a dû subir de nombreuses modifications pour s’adapter aux contraintes du milieu médical. Déjà, qui dit salle d’opération dit environnement stérile. C’est pourquoi des housses stériles recouvrent le bras robotisé et l’écran de commande. Autre adaptation, l’extrémité du bras possède des fixations qui correspondent aux instruments chirurgicaux du marché. Les outils qui peuvent être en contact avec les patients sont bien sûr biocompatibles. La précision chirurgicale est de 2mm. L’analyse du risque fait aussi partie intégrante du développement du robot. Ainsi, il faut actionner une pédale pour pouvoir déplacer le bras robotisé.
Mais les principales améliorations sont surtout d’ordre logicielles. Le développement software, en langage C++, contribue en effet à la fiabilité et à la précision de ROSA ONE Brain. C’est notamment grâce à sa programmation que le robot propose un guidage dynamique. Il peut ainsi maintenir en temps réel une trajectoire définie malgré les mouvements du corps du patient. Autre innovation: un système de recalage unique, breveté, qui combine la technologie robotique avec un système de mesure laser. L’objectif est de permettre la localisation du patient dans le cadre de procédures crâniennes sans utiliser les méthodes traditionnelles, souvent très invasives.
Les missions du robot ROSA ONE Brain
Véritable succès économique, le robot ROSA ONE Brain assiste les neurochirurgiens pour traiter différentes pathologies. Par exemple, il permet d’implanter précisément dans un cerveau 10 à 15 électrodes servant à localiser des foyers épileptiques. Le robot suit parfaitement la trajectoire définie afin d’implanter les électrodes. L’objectif de cet acte chirurgical est d’identifier avec précision les foyers épileptiques. Du coup, le neurochirurgien pourra retirer les zones du cerveau responsables de l’épilepsie lors d’une opération ultérieure. Voilà comment des patients peuvent être libérés de l’épilepsie sans médication!
Mais ROSA ONE Brain peut assister les chirurgiens pour d’autres interventions délicates. Citons la biopsie stéréotaxique, qui consiste à utiliser un balayage tridimensionnel pour localiser avec précision un échantillon à prélever dans le cerveau, à fin d’analyses. Le robot peut aussi guider les mouvements d’un chirurgien lors d’endoscopies ventriculaires ou transnasales. On rappelle que l’endoscopie consiste à explorer l’intérieur d’organes ou de cavités, en limitant là aussi les traumatismes.
Un robot accessible aux chirurgiens
Les chirurgiens ont beau être des experts dans leur domaine, ce ne sont pas des roboticiens. L’introduction d’un robot dans une salle d’opération doit leur simplifier la tâche et non la complexifier. D’où l’importance de rendre la prise en main et l’utilisation du robot accessibles. C’est pourquoi l’interface homme machine est aussi un point fort du robot ROSA. Sur l’écran tactile de ROSA ONE Brain, le chirurgien peut visualiser en temps réel la position et la trajectoire des instruments superposés à l’imagerie du patient. Ainsi le chirurgien n’est pas dépaysé: il peut consulter des images familières et agir sur l’écran pour lire des paramètres ou les modifier.
La formation des chirurgiens contribue aussi à l’intégration du robot au sein d’une équipe chirurgicale. Chaque chirurgien devient ainsi capable d’utiliser ROSA d’un point de vue opérationnel et autonome en cas de problème. Il est en effet important que l’utilisateur comprenne comment fonctionne le robot. Si une situation devient ingérable pour le chirurgien, il existe une procédure d’urgence pour extraire le robot et appeler le SAV. Ajoutons à cela l’accompagnement du service client. Un robot a un cycle de vie de moins de 10 ans. Il bénéficie des mises à jour logicielles et de la maintenance.
Une autre démarche nécessaire pour faciliter l’utilisation de ROSA ONE Brain est la création d’un protocole chirurgical robotisé. Pour y arriver il faut multiplier les échanges avec les futurs utilisateurs autrement dit les chirurgiens. Dans ce but, des « protocoles fantômes » sont mis en place. Il s’agit d’entrainements sur deux jours avec la présence d’une dizaine de chirurgiens et des ingénieurs. Les différents chirurgiens effectuent des tests sur des patients fantômes en étant filmés. Ces « protocoles fantômes » permettent d’avoir des retours d’expérience utiles pour le service R&D.
Pour en savoir plus sur le robot ROSA ONE Brain
Voici la présentation du robot sur le site internet officiel de Zimmer Biomet: https://www.zimmerbiomet.com/en/products-and-solutions/zb-edge/robotics/rosa-brain.html#
