Site de l'université de Franche-Comté
En Direct

Lumière et microchirurgie robotisée

Vignette du numéro 258 de Mai 2015

Article publié dans le numéro 258 de Mai 2015
Voir le sommaire
Télécharger le numéro


Des lasers utilisés pour l’imagerie et la microchirurgie + un microrobot pour les piloter = un endoscope capable d’explorer et de soigner des zones du corps humain inaccessibles à la main du chirurgien. Le système apporte les premières preuves de ses performances au terme du programme européen μRALP, dédié à l’intervention médicale sur les cordes vocales.


Une lumière blanche pour un éclairage optimal, un laser pointeur pour guider le travail du chirurgien, un laser de découpe pour remplacer sa main, un système de fluorescence pour analyser en images la zone à traiter, le tout piloté par un microrobot à l’intérieur de la gorge d’un patient : c’est là l’incroyable défi du programme européen μRALP1, qui vient de rendre avec succès ses premières conclusions au terme de trois années.


Le dispositif est intégré dans un endoscope, qui, muni de tous ses microsystèmes, est destiné à s’approcher au plus près des cordes vocales d’un patient. Cette solution autoriserait un diagnostic et un traitement chirurgical plus précis et plus adapté que le système actuel, placé à l’extérieur de l’organisme.


Une des principales difficultés technologiques reste de réussir à superposer au laser de découpe, qui n’est pas visible, un pointeur laser qui permettra justement de le visualiser pour une intervention la plus précise possible, limitant au maximum les dommages sur les tissus sains voisins.


Cartographie couleur des tissus biologiques

Déterminer les zones à traiter est également du ressort de la lumière et plus précisément de la fluorescence. Lorsqu’elles reçoivent un rayonnement laser à une certaine longueur d’onde, les protéines des tissus, en particulier les porphyrines, présentes en quantité dans les cellules cancéreuses, absorbent une partie de l’énergie et réémettent de la lumière sur une longueur d’onde un peu plus grande, donc dans une couleur différente.


« Les signaux de fluorescence dépendent de la concentration de ces protéines dans les cellules, explique Bruno Wacogne, chercheur en optique à l’Institut FEMTO-ST. Les études cliniques en cours au CHRU de Besançon sur des biopsies de patients devraient permettre de déterminer les longueurs d’onde de fluorescence d’intérêt en termes d’aide au diagnostic. Une image en réalité augmentée pourrait alors être proposée au chirurgien pour mieux délimiter les zones cancéreuses. »


L’imagerie augmentée améliorera la perception du chirurgien et l’aidera à déterminer le chemin que devront prendre les lasers commandés à distance pour pratiquer l’ablation de la tumeur qu’elle aura mise en évidence.


Le microrobot dirige les opérations

« Le pilotage de l’ensemble du système d’imagerie et de chirurgie laser est assuré par un microrobot placé dans la tête de l’endoscope, raconte Nicolas Andreff, dont l’équipe de chercheurs du département AS2M (Automatique et systèmes micro-mécatroniques) de l’Institut FEMTO-ST s’est vue décerner le Prix spécial du jury au salon international Micronora en septembre 2014 pour cette réalisation.


La mise au point de ce dispositif rejoint certains des objectifs du LabEx Action, porté par FEMTO-ST. Le couplage des performances de l’optique et de la microrobotique, deux disciplines d’excellence de l’institut comtois, est à l’origine de recherches connexes pour d’autres applications dans la sphère ORL et en neuropsychiatrie.


1μRALP (Microtechnologies and systems for robot - assisted laser phonomicrosurgery) est un programme européen réunissant cinq établissements : l’Institut italien de technologie (IIT) de Gênes, porteur du projet, l’université Leibniz à Hanovre (LUH) en Allemagne, l’Institut FEMTO-ST, le CHRU de Besançon et l’hôpital de Gênes, avec le soutien du CNRS.

Contact : Nicolas Andreff / Bruno Wacogne

Département AS2M / Département d’optique 

Institut FEMTO-ST - Université de Franche-Comté / ENSMM / UTBM / CNRS 

Tél. (0033/0) 3 81 40 29 61 / (0033/0) 3 81 66 63 88

Retour en haut de page