Des chercheurs ont développé un « scalpel intelligent » à détection de force qui peut être utilisé pour former les médecins à pratiquer des interventions chirurgicales.
Les chercheurs ont développé un scalpel doté de capteurs de mesure de force intégrés et l’ont couplé à un modèle d’apprentissage automatique qui pourrait rationaliser la formation des médecins à la chirurgie et ouvrir la voie à des dispositifs chirurgicaux automatisés.
Si nous devons passer sous le bistouri, nous voulons que le chirurgien qui pratique l’opération soit habile avec un scalpel. Cela nécessite de trouver un équilibre entre l’utilisation d’une force appropriée pour une dissection délibérée et contrôlée des tissus et le fait de ne pas en appliquer trop, ce qui pourrait causer des dommages.
Si le niveau de force appliqué au scalpel par son opérateur humain est – évidemment – important lors d’une intervention chirurgicale, il existe peu d’outils capables de le mesurer dans des contextes réels. Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université d’Édimbourg au Royaume-Uni ont développé un « scalpel intelligent » doté de capteurs intégrés pour mesurer la force.
« Nous sommes ravis de développer ce nouveau système, qui utilise une combinaison de technologies de détection réelles et de méthodes d’apprentissage automatique pour évaluer quantitativement les compétences chirurgicales », a déclaré Ram Ramamoorthy, l’auteur correspondant de l’étude. « Ce système permettra le développement de nouveaux systèmes d’évaluation des compétences et de formation et pourrait un jour conduire à la création de dispositifs chirurgicaux automatisés pouvant assister les équipes chirurgicales. »
Le prototype du scalpel intelligent
Ce dispositif peu coûteux et facile à reproduire se compose d’un scalpel connecté à un circuit imprimé chargé d’un capteur installé à l’intérieur de sa poignée. Les chercheurs ont conçu un modèle d’apprentissage automatique pour analyser la force appliquée par les utilisateurs. Douze étudiants en médecine et deux chirurgiens professionnels ont testé leur scalpel innovant en réalisant une série de 12 incisions elliptiques sur une réplique cutanée multicouche composée de gélatine et de silicone.
Chaque procédure, qui impliquait de réaliser deux coupes courbes sur la peau, telles que celles utilisées pour éliminer les grains de beauté et les mélanomes, a été enregistrée sur vidéo et évaluée par quatre chirurgiens experts – deux neurochirurgiens et deux chirurgiens plasticiens – qui ont évalué les compétences des participants. Les chercheurs ont ensuite analysé les relations entre les évaluations subjectives des experts et les données objectives basées sur la force.
Les résultats correspondaient largement à l’évaluation des experts chirurgicaux sur les capacités de chaque étudiant en médecine, ce qui suggère que cette technologie pourrait simplifier le processus d’évaluation des compétences chirurgicales. Certaines divergences sont apparues, qui, selon les chercheurs, sont dues en partie au fait que les neurochirurgiens et les chirurgiens plasticiens utilisent des techniques différentes d’instruments et de manipulation des tissus.
Les chercheurs affirment que leurs résultats ouvrent des possibilités pour de futures études, notamment en utilisant davantage de participants pour une analyse plus complète. Cartographier les mesures objectives et les résultats pour les patients serait également instructif. Ils disent que leur méthode est prometteuse pour analyser des tâches hautement procédurales telles que la suture.
