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Sommaire 1- Histoire du développement..........................................

Sommaire 1- Histoire du développement................................................................................................................................1 1.1- Définition...................................................................................................................................................1 1.2- Avantages...................................................................................................................................................1 1.3- Brève histoire.............................................................................................................................................1 2- Défis de la téléchirurgie.....................................................................................................................................5 - Aspects techniques..........................................................................................................................................5 3- Délai en téléchirurgie........................................................................................................................................6 3.1- Origine........................................................................................................................................................6 3.2- Impact.........................................................................................................................................................6 4- Conclusions...............................................................................................................................................9 1- Histoire du développement 1.1- Définition La téléchirurgie est la capacité d’utiliser les technologies d’information, les télécommunications et les systèmes robotiques pour permettre l’intervention chirurgicale, quand le chirurgien et le patient sont séparés par une distance [115]. 1.2- Avantages Les avantages potentiels de la téléchirurgie sont multiples. Souvent, les habitants des régions éloignées n'ont pas de chirurgiens experts à proximité. Pour bénéficier d'une procédure chirurgicale, ils sont forcés de parcourir de grandes distances, ce qui conduit à une inefficacité en temps et en coût et parfois retarde la prise en charge. La téléchirurgie permet au chirurgien d’opérer dans un site éloigné et ainsi fournit une solution appropriée pour ce problème, ceci est surtout important pour les pays très étendus en surface. En outre, les patients qui cherchent l'aide d'un chirurgien spécialisé ne sont plus obligés de se rendre dans un autre pays pour bénéficier de certaines procédures [116]. La téléchirurgie favorise aussi la communication entre chirurgiens. Habituellement, les chirurgiens dans un hôpital de catégorie inférieure doivent quitter leur poste de travail pour apprendre de nouvelles techniques ou se perfectionner. Cependant, grâce à une double console, la téléchirurgie robotique permet la coopération entre le chirurgien expert à distance et le chirurgien local, ce qui rend possible une formation de proximité virtuelle [117]. Dans un environnement extrême tel que les champs de bataille, la téléchirurgie présente des avantages uniques puisqu’elle évite aux chirurgiens d’être exposés en situation dangereuse mais dans le même temps, préserve la vie des blessés en les rendant accessibles à une chirurgie d’urgence. En outre, dans les missions spatiales, la téléchirurgie peut être le seul moyen de fournir des soins chirurgicaux aux astronautes [29]. 1.3- Brève histoire Comme mentionné dans chapitre I, l’intérêt de la téléchirurgie a été identifié par la NASA en 1972, et le premier prototype du robot téléchirurgical a été développé en 1991. L'armée américaine s’est intéressée à cette technologie et a sponsorisé le développement du système « Green ». En 1994, l'unité chirurgicale de ce système a été installée dans l’équipe chirurgicale en zone médicale d’avant (Medical Forward Area Surgical Team, MEDFAST) pendant un exercice de combat. Le chirurgien vasculaire Jon Bowersox a effectué la première procédure de téléchirurgie, une anastomose intestinale ex vivo sur une console intégrée dans un hôpital chirurgical avancé mobile (Mobile Advanced Surgical Hospital, MASH). Peu après, ce programme a été suspendu en raison de la situation militaire et politique de l’époque, tandis qu’un projet similaire, le « Trauma Pod », a été initié en 2005 avec l'objectif de renforcer les soins aux blessés sur le champ de bataille par le développement de plateformes mobiles autonomes et semi-autonomes grâce à l'intégration des systèmes télérobotiques et robotiques médicaux. La première phase de Trauma Pod a été terminée en 2007. Elle a réussi à automatiser des fonctions typiquement effectuées par l’infirmière instrumentiste et l'infirmière circulante (Figure 14). La deuxième phase du programme sera de développer les méthodes pour le contrôle autonome de la voie aérienne et de l'accès intraveineux. Finalement, ces systèmes seront miniaturisés et intégrés dans une plate-forme tactique capable d’opérer sur un 1 champ de bataille [118]. Fig. 14 Trauma Pod Phase 1 – Vue panoramique Computer Motion et Intuitive Surgical ont mis au point respectivement le robot Zeus® et da Vinci® en 1999. Ils n’ont pas été conçus pour la téléchirurgie mais se sont avérés être des plates-formes solides pour tester différents scénarios téléchirurgicaux. Entre 1994 et 2003, l'Institut de Recherche contre les Cancers de l'Appareil Digestif (IRCAD, Strasbourg, France) et le Computer Motion ont travaillé ensemble sur plusieurs expérimentations de téléchirurgie [119]. Après six cholécystectomies porcines, la première procédure humaine transatlantique, l’opération « Lindbergh », a été réalisée avec Zeus® le 7 septembre 2001 [120]. Elle a été baptisée du nom de l'aviateur Charles Lindbergh qui a effectué la première traversée de l'Atlantique sans escale entre New York et Paris à bord de l’avion Spirit of St. Louis. Jacques Marescaux et ses collègues ont contrôlé le robot à partir de New York, alors que le patient était 7000 km de Strasbourg. Une femme de 68 ans avec un antécédent de lithiase biliaire symptomatique a bénéficié d’une cholécystectomie sans incident. Un lien dédié de fibre optique de grande qualité du mode de transfert asynchrone (MTA) a été fourni par France Télécom, avec un délai de télécommunication détecté d’une moyenne de 155 ms. Moins de deux ans après, le premier réseau ordinaire du service téléchirurgical au monde a été construit au Canada et géré régulièrement entre St. Joseph’s Healthcare, un hôpital d'enseignement affilié à l'Université McMaster (Hamilton, Ontario), et un hôpital communautaire à North Bay distant de 400 km, en utilisant le robot Zeus® [117]. Le délai moyen enregistré était d'environ 150 ms en utilisant un lien commercial Internet à haut débit sur le réseau privé virtuel (RPV). Ce succès, comme les fondateurs l’ont déclaré, a marqué la transition de la téléchirurgie d'une nouveauté expérimentale à une réalité clinique. Dans une publication en 2007, Mehran Anvari et ses collègues ont décrit la réalisation de 22 procédures téléchirurgicales, y compris la fundoplicature, la résection sigmoïde, la réparation herniaire, etc. [121]. Marescaux et Anvari ont tous utilisé des lignes dédiées pour la transmission des informations au cours de leurs procédures téléchirurgicales. En 2005, le Telemedicine & Advanced Technology Research Center (TATRC) de l’armée américaine a présenté la téléchirurgie de collaboration avec le système da Vinci® modifié en utilisant l’Internet public [21]. Quatre porcs ont subi une néphrectomie droite laparoscopique. Pour l'une des quatre interventions, le chirurgien local contrôlait deux des trois bras du robot, tandis que le chirurgien à distance contrôlait un bras, et ces rôles ont été inversés pour les trois autres 2 procédures. Le chirurgien local contrôlait la cautérisation électrique via une pédale dans tous les cas. Le délai d’aller-retour moyen était de 450 ms de Denver à Sunnyvale pour deux procédures et de 900 ms de Cincinnati à Sunnyvale pour les deux autres. Un autre groupe canadien, le Canadian Surgical Technologies and Advanced Robotics (CSTAR), a rapporté une série d’essais téléchirurgicaux avec des robots et des lignes de communication différentes. Dans le premier essai, la dissection de l’artère mammaire interne a été réalisée sur huit porcs en utilisant le Zeus®. Chaque procédure a été effectuée pendant 30 min avec le réseau du sol et a commuté pendant les 30 min suivantes sur le réseau satellite [122]. Dans un autre essai, dix-huit pyéloplasties porcines ont été effectuées sur Zeus® avec trois types de communication, la liaison en temps réel, la ligne terrestre et la liaison par satellite [123]. Après cela, la capacité de téléchirurgie du système da Vinci® a été évaluée dans le même modèle porcin de pyéloplastie. Il a été déclaré que la performance était significativement supérieure avec da Vinci® par rapport à Zeus® [124]. Les scientifiques du laboratoire BioRobotics de l’Université de Washington ont développé un robot chirurgical portable pour le vaisseau spatial d’une masse globale de 22 kg. Le robot sponsorisé par l’armée américaine, appelé Raven, fonctionne avec les mêmes principes que le système da Vinci® [125]. En juin 2006, Raven a été déployé dans le désert de Simi Valley (CA, États-Unis) pour les expérimentations de téléchirurgie sur un modèle inanimé. Le système a été alimenté par des générateurs de gaz et a été mis en place sous des tentes portables. Séparés par une distance de 100 mètres, les sites chirurgien et patient ont été reliés par un lien de données numériques aérien à bord d’un avion sans pilote, le PUMA d’AeroVironment. Deux chirurgiens ont effectué une série de tâches de télémanipulation chirurgicale sur une boîte gantée telle que les sutures [126]. Basé sur Raven, la deuxième génération du système a été développée. Raven II inclut toutes les mêmes capacités de téléprésence de Raven et propose de nombreuses améliorations qui le rendent mieux adapté à un large éventail de recherches en téléchirurgie [127] (Figure 15). En février 2012, sept systèmes Raven II ont été construits et distribués aux chercheurs des États-Unis à l’Université de Harvard, l’Université Johns Hopkins, l’Université du Nebraska, l’Université de Californie (UC) de Los Angeles, d’UC Berkeley et d’UC Santa Cruz, et l’Université de Washington. Fig. 15 Le système robotique Raven II développé par l’Université de Washington La NASA a réalisé plusieurs essais pour évaluer les technologies de téléchirurgie et télémentoring. Les « opérations de mission d’environnement extrême de NASA » (NASA Extreme Environment Mission Operations, NEEMO) ont eu lieu en Floride, dans le seul laboratoire sous-marin permanent du monde, l’Aquarius [128] (Figure 16). Un équipage maximum de six personnes peut vivre dans l’habitacle de l’Aquarius. Plus d’une dizaine de projets NEEMO ont été menés depuis 2001, dont trois ont été axés sur la télémédecine. Le 7e projet NEEMO a eu lieu en octobre 2004 où une série de procédures médicales simulées avec le robot AESOP® ont été réalisées dans des conditions de téléopération et uploads/Sante/ telechirurgie.pdf