De nouvelles recherches pourraient avoir des implications significatives pour la chirurgie cérébrale robotique mini-invasive

De nouvelles recherches pourraient avoir des implications significatives pour la chirurgie cérébrale robotique mini-invasive

Les premières recherches ont testé l'introduction et la sécurité de la nouvelle conception de cathéter implantable chez deux moutons afin de déterminer son potentiel d'utilisation dans le diagnostic et le traitement des maladies cérébrales.

Si la plateforme s’avère efficace et sûre pour une utilisation chez l’homme, elle pourrait simplifier le diagnostic et le traitement des maladies dans les zones profondes et sensibles du cerveau et réduire les risques associés au diagnostic et au traitement.

Cela pourrait aider les chirurgiens à examiner plus profondément le cerveau pour diagnostiquer des maladies, à appliquer plus précisément des traitements tels que des médicaments et l'ablation au laser aux tumeurs et à mieux utiliser les électrodes pour la stimulation cérébrale profonde dans des maladies comme la maladie de Parkinson et l'épilepsie.

L'auteur principal, le professeur Ferdinando Rodriguez y Baena, du département de génie mécanique de l'Imperial, a dirigé l'effort européen et a déclaré : « Le cerveau est un réseau fragile et complexe de cellules nerveuses densément emballées, chacune jouant son propre rôle. » Lorsqu’une maladie survient, nous voulons pouvoir naviguer dans cet environnement délicat et cibler précisément ces zones sans endommager les cellules saines.

"Notre nouvelle plateforme précise et mini-invasive améliore la technologie actuellement disponible et, si elle s'avère sûre et efficace, pourrait améliorer notre capacité à diagnostiquer et traiter les maladies chez l'homme de manière sûre et efficace."

Les résultats ont été développés dans le cadre du projet Enhanced Delivery Ecosystem for Neurosurgery in 2020 (EDEN2020) et publiés dans PLOS ONE.

Opération furtive

La plate-forme représente une amélioration par rapport à la chirurgie mini-invasive ou « en trou de serrure » existante, dans laquelle les chirurgiens insèrent de minuscules caméras et cathéters à travers de petites incisions dans le corps.

Il comprend un cathéter souple et flexible pour éviter d'endommager les tissus cérébraux pendant le traitement et un bras robotique équipé d'une intelligence artificielle (IA) pour aider les chirurgiens à faire naviguer le cathéter dans les tissus cérébraux.

Inspiré par les organes que les guêpes parasites utilisent pour pondre secrètement leurs œufs dans l'écorce des arbres, le cathéter se compose de quatre segments imbriqués qui glissent les uns sur les autres pour permettre une navigation flexible.

Il est connecté à une plateforme robotique qui combine la contribution humaine et l’apprentissage automatique pour guider soigneusement le cathéter vers le site de la maladie. Les chirurgiens insèrent ensuite des fibres optiques sur le cathéter afin de pouvoir voir l'extrémité et naviguer le long du tissu cérébral à l'aide des commandes du joystick.

La plate-forme d'IA apprend des entrées du chirurgien et des forces de contact dans le tissu cérébral pour guider le cathéter avec une précision extrême.

Comparée aux techniques chirurgicales « ouvertes » traditionnelles, la nouvelle approche pourrait à terme contribuer à réduire les lésions tissulaires pendant l’intervention chirurgicale et à raccourcir les temps de récupération des patients ainsi que la durée des séjours hospitaliers postopératoires.

Lors d’une chirurgie cérébrale mini-invasive, les chirurgiens utilisent des cathéters à pénétration profonde pour diagnostiquer et traiter les maladies. Cependant, les cathéters actuellement utilisés sont rigides et difficiles à placer avec précision sans l'aide d'outils de navigation robotisés. En raison de la rigidité des cathéters combinée à la structure complexe et délicate du cerveau, il peut être difficile de placer les cathéters avec précision, ce qui présente des risques dans ce type de chirurgie.

Pour tester leur plateforme, les chercheurs ont inséré le cathéter dans le cerveau de deux moutons vivants du campus de médecine vétérinaire de l'université de Milan. Les moutons ont reçu un soulagement de la douleur et ont été surveillés 24 heures sur 24 pendant une semaine avant d'être euthanasiés afin que les chercheurs puissent étudier les effets structurels du cathéter sur les tissus cérébraux.

Ils n’ont trouvé aucun signe de détresse, de lésion tissulaire ou d’infection après l’implantation du cathéter.

Notre analyse a conclu que nous avons implanté ces nouveaux cathéters en toute sécurité, sans aucun dommage, infection ou souffrance. Si nous obtenons des résultats tout aussi prometteurs chez l’homme, nous espérons voir cette plateforme en clinique d’ici quatre ans.

Nos résultats pourraient avoir des implications significatives pour la chirurgie cérébrale robotique mini-invasive. Nous espérons que cela contribuera à améliorer la sécurité et l’efficacité des procédures neurochirurgicales actuelles qui nécessitent une utilisation précise des systèmes de traitement et de diagnostic, par exemple dans le contexte de la thérapie génique localisée.

Dr Riccardo Secoli, auteur principal, Département impérial de génie mécanique

Le professeur Lorenzo Bello, co-auteur de l'étude de l'Université de Milan, a déclaré : « L'une des principales limites du MIS actuel est qu'il vous oblige à accéder à un point profond par un trou percé dans le crâne. » une trajectoire rectiligne. La limitation du cathéter rigide réside dans sa précision dans les tissus en mouvement du cerveau et dans la déformation des tissus qu'il peut provoquer. Nous avons maintenant découvert que notre cathéter orientable peut surmonter la plupart de ces limitations.

Cette étude a été financée par le programme européen Horizon 2020.

Source:

Collège Impérial de Londres

Référence:

Secoli, R., et al. (2022) Plateforme robotique modulaire pour la neurochirurgie de précision avec une aiguille bioinspirée : aperçu du système et première utilisation in vivo. PLUS UN. est ce que je.org/10.1371/journal.pone.0275686.

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