Un robot révolutionne la chirurgie du cerveau
La chirurgie entre dans une ère nouvelle : celle où un robot, assisté par un système d'imagerie perfectionné et un chirurgien chevronné aux commandes de l'ordinateur, opérera le cerveau avec une immense précision. « NeuroArm », le premier robot guidé par imagerie à résonance magnétique (IRM) au monde, accroîtra radicalement la précision et la sûreté des interventions en les affranchissant de la main humaine. Cela augure de meilleurs résultats pour les patients, qui seront moins nombreux à se faire opérer de nouveau parce que la tumeur n'aura pas été entièrement retirée.
Présenté à Calgary en avril 2007, le NeuroArm est le bébé du Dr Garnette Sutherland, professeur à la Faculté de médecine de l'Université de Calgary et neurochirurgien dans la région. Six années durant, le médecin a guidé une équipe multidisciplinaire de chercheurs universitaires et industriels, dont quelques spécialistes en biodiagnostic et matériaux du CNRC, qui a permis au rêve de devenir réalité. Le NeuroArm a été construit avec le concours de MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd., l'entreprise de robotique ontarienne à qui l'on doit les deux Canadarms des navettes spatiales américaines.
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| « Le NeuroArm manie les instruments avec une dextérité supérieure à celle de la main humaine. » Photo : Jason Stang, l'Université de Calgary |
« Le NeuroArm assure une meilleure dextérité et précision, même à l'échelon microscopique, explique le Dr Sutherland. Le chirurgien ne passera plus des heures entières à combattre tremblements et fatigue au-dessus de la tête du patient lors d'une intervention délicate. Grâce à la nouvelle technologie, il manipulera les instruments de son ordinateur, en laissant le bras robot opérer. »
Le NeuroArm est issu d'un partenariat unique de chercheurs en médecine, génie et physique mais aussi de philanthropes, d'organismes gouvernementaux et d'entreprises de haute technologie. Selon le médecin, l'appareil doit l'un de ses principaux atouts au CNRC et à IMRIS, une entreprise dérivée : l'intégration en temps réel d'images à haute résolution du cerveau durant l'opération.
En combinant quelques technologies remarquables, le NeuroArm devrait accroître considérablement la précision et la sûreté des interventions chirurgicales.
Boguslaw Tomanek dirige l'équipe du CNRC en résonance magnétique (RM) à Calgary. Il y a quelques années, Scott King, directeur de l'installation de prototypage RM du CNRC à Winnipeg, et lui ont commencé à examiner avec le Dr Sutherland comment combiner IRM et robotique. Il se rappelle ses premiers entretiens avec le visionnaire. Celui-ci se demandait si un chirurgien branché à un ordinateur pourrait opérer un astronaute en orbite autour de la Terre au moyen d'un robot. « Le Dr Sutherland s'intéressait énormément à la technologie. Il était très ouvert aux idées neuves », se rappelle-t-il.
L'expertise du CNRC en IRM a joué un rôle capital dans le développement du NeuroArm. « Quelques années plus tôt, nous avions conçu le prototype du système peropératoire en usage à l'hôpital Foothills de Calgary, déclare B. Tomanek. La technologie de base a été commercialisée par IMRIS et de nombreux chirurgiens ont été formés à s'en servir. Le bras robot compatible à l'IRM dérive de ces travaux. »
En IRM, le CNRC est réputé pour son expertise dans les bobines électromagnétiques. « La bobine produit le champ électromagnétique qui permet de voir les organes internes. La position, la résolution et l'orientation sont des facteurs cruciaux quand la bobine passe au-dessus du cerveau, mais l'aimant ne doit pas nuire au bras robotisé, précise-t-il. Nous avons adapté la bobine pour qu'elle n'empêche pas le bras d'opérer. »
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En plus de concevoir une bobine unique avec portails d'accès, le CNRC a cherché des matériaux novateurs qui rendraient le bras robot compatible à l'IRM pendant la chirurgie. « Beaucoup de recherche computationnelle a été nécessaire pour obtenir la bobine et les matériaux qui donneront les meilleurs résultats, reprend B. Tomanek. Face aux exigences de la salle d'opération, le matériau devait pouvoir être nettoyé et stérilisé fréquemment. »
Lors de la présentation du bras robot en avril, le Dr Sutherland a remercié les chercheurs de talent et les autres partenaires sans qui cet outil remarquable n'aurait pas vu le jour. Fidèle à son esprit visionnaire, il a fait allusion à l'étape suivante. « En intégrant les progrès de la nanotechnologie, du génie moléculaire et de la neuromodulation au prochain NeuroArm, nous améliorerons encore plus les résultats du traitement. »
Le CNRC n'a pas fini de contribuer au NeuroArm — des chercheurs de Boucherville élaborent un logiciel qui enseignera comment manipuler les tissus organiques en chirurgie.
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