Depuis les débuts de la chirurgie robotique, pionniers et chercheurs rêvent de réaliser des interventions chirurgicales sur de grandes distances. Dans la seconde moitié du XXe siècle, la NASA et l’armée américaine ont commencé à rechercher le développement de nouvelles technologies pour les chirurgiens éloignés des environnements dangereux [1].
Les premières avancées dans les systèmes téléopérés ont cédé la place au robot PUMA 200 pour les biopsies cérébrales guidées par tomodensitométrie en 1985 [2]. Une avancée majeure a été le système robotique ZEUS, approuvé pour la chirurgie générale en 1998 [2]. Le développement s’est poursuivi et en 2000, le système chirurgical Da Vinci (Intuitive Surgical, Sunnyvale, Californie) a été lancé [2].
Les progrès technologiques ont ouvert la voie à l’inclusion de la télémédecine en chirurgie. Ces progrès ont commencé avec la téléprésence, où le site d’opération à distance est présenté naturellement, entraînant un sentiment de présence [3]. Les recherches ont continué à démontrer l’efficacité du télémentorat, dans lequel un chirurgien expérimenté peut « guider » un stagiaire tout au long d’une procédure, en utilisant la technologie des télécommunications [4].
Enfin, par rapport à la téléprésence et au télémentorat, la téléchirurgie est le cas où un chirurgien primaire opère un patient situé à distance. Bien que les éléments matériels fondamentaux nécessaires à la téléchirurgie existent, le domaine clinique de la chirurgie à distance en reste à ses balbutiements. Cette revue systématique se concentre sur les applications publiées de la téléchirurgie chez l’homme.
| Méthodes |
Une revue systématique de toute la littérature disponible en langue anglaise a été menée pour évaluer les expériences cliniques de téléchirurgie à distance chez l’homme. PubMed, EMbase, Inspec & Compendex et Web of Science ont été consultés le 2 août 2021, à la recherche d’articles contenant les mots-clés : téléchirurgie , téléchirurgie à distance , chirurgie longue distance . longue distance) et la télérobotique (télérobotique).
Les critères d’inclusion suivants ont été utilisés pour sélectionner les articles :
(1) les sujets des cas devaient être des humains (patients vivants ou cadavres) ;
(2) le chirurgien opératoire et le patient devaient se trouver à des endroits différents, séparés de plus d’un kilomètre ;
(3) ce médecin extérieur devait être le chirurgien principal du cas ; et
(4) l’article devait explicitement signaler l’utilisation d’une technique de télérobotique à distance.
Les critères d’exclusion suivants ont été utilisés :
(1) les articles contenant exclusivement des expérimentations animales ; et
(2) des articles axés sur la téléprésence ou le télémentorat.
Aucune revue systématique ou méta-analyse n’a été incluse dans cette étude. Les titres des articles et les résumés ont été examinés pour en déterminer la pertinence en fonction des critères d’inclusion. Les références de chaque article ont été vérifiées pour localiser les études pertinentes et identifier les articles considérés comme éligibles, et les manuscrits en texte intégral ont été examinés. Deux auteurs ont examiné chaque article de manière indépendante à chaque étape, et les désaccords ont été résolus par discussion mutuelle.
| Résultats |
La recherche initiale dans la base de données a renvoyé 2 339 articles après suppression des doublons. Deux évaluateurs ont identifié indépendamment 24 articles qui répondaient potentiellement aux critères d’inclusion, et ceux-ci ont ensuite été recherchés dans le texte intégral.
Seize articles ont été exclus en raison du manque de contenu original, de l’accent mis sur les procédures expérimentales ou de la proximité du chirurgien principal par rapport au site du patient. Huit articles étaient qualifiés pour être inclus dans la revue systématique, s’étalant de 2001 à 2020.
Le premier article date de 2001, lorsque Bauer et al. ont décrit une procédure d’accès rénal dans laquelle le chirurgien opératoire se trouvait à Baltimore, dans le Maryland, alors que le patient se trouvait à plus de 7 000 kilomètres à Rome, en Italie [5]. Grâce à un robot PAKY ( accès percutané au rein ), connecté à une simple ligne téléphonique ancienne, ils ont réussi à obtenir un accès percutané en moins de 20 minutes. La latence du signal n’a pas été mesurée ni signalée.
En 2002, Marescaux et al. ont rapporté la première cholécystectomie laparoscopique transatlantique assistée par robot, dans un cas connu sous le nom d’« opération Lindberg » [6]. Le chirurgien opératoire et le système chirurgical robotisé (ZEUS, Computer Motion, Californie) étaient connectés via un réseau terrestre de fibre optique haut débit (France Télécom/Equant). Il s’agit de l’intervention chirurgicale la plus longue publiée, avec une distance d’environ 14 000 km, et un délai total de 155 ms a été signalé. L’intervention s’est déroulée en 54 minutes, sans aucune complication.
En 2005, Anvari et al. ont exploré le rôle de la chirurgie télérobotique à distance dans 21 cas réalisés entre l’Université McMaster, Hamilton, Ontario , et l’Hôpital général de North Bay , Nord de l’Ontario, Canada [7]. Les chirurgiens ont réalisé ces opérations laparoscopiques entre février et décembre 2003, en utilisant le système de micro-articulations ZEUS TS (Computer Motion, Californie), connecté à un protocole Internet de réseau privé virtuel. Le délai aller-retour variait entre 135 et 140 ms et il n’y avait pas de complications peropératoires majeures.
Anvari a par la suite signalé 22 cas supplémentaires survenus sur le même réseau entre l’Université McMaster et l’Hôpital général du Nord de l’Ontario . Le délai rapporté variait entre 135 et 150 ms, mais il a été noté qu’une latence supérieure à 200 ms obligeait le chirurgien à ralentir pour éviter un dépassement [8].
Tian et coll. ont décrit l’utilisation de la chirurgie télérobotique à longue distance en cardiologie. Le groupe a rapporté cinq interventions percutanées sur les artères coronaires avec assistance télérobotique, réalisées à une distance de 32 km [10]. À l’aide d’un système robotique CorPath GRX (Corindus Robotics, Waltham, MA, USA), les procédures ont été réalisées sans complications, avec un délai observé de 53 ms.
Les deux derniers articles inclus dans cette revue concernaient une connexion utilisant les réseaux 5G. Tian et coll. connectés à un réseau 5G (China Telecom et Huawei Technologies Co, Ltd.) et n’ont signalé aucun retard de réseau ni événement indésirable peropératoire [11]. Acemoglu et coll. a réalisé une procédure microchirurgicale au laser sur un cadavre, à l’aide d’un nouveau robot chirurgical connecté au réseau d’accès radio 5G . À une distance de 15 km, ces auteurs ont signalé une latence aller-retour maximale de 280 ms [13].
| Discussion |
La chirurgie télérobotique à distance, bien qu’elle ait été lancée il y a plus de vingt ans, en est encore à ses balbutiements.
Les préoccupations concernant la sécurité, les coûts et la latence ont limité la croissance et la poursuite de la téléchirurgie à distance. Des revues antérieures ont évalué l’état de la chirurgie robotique, son adoption dans toutes les spécialités chirurgicales et son utilisation potentielle dans des contextes chirurgicaux éloignés, mais aucune ne s’est concentrée sur des applications purement cliniques [3,13]. En incluant trois manuscrits publiés depuis ces revues contemporaines, les auteurs n’ont trouvé que 8 articles évalués par des pairs rapportant un total de 73 cas de chirurgie télérobotique.
Diverses plates-formes robotiques ont été utilisées pour la téléchirurgie humaine. L’expérience la plus publiée provient de la plateforme Zeus. Même si la plateforme Da Vinci est omniprésente et actuellement utilisée en clinique, elle n’a pas été utilisée pour la téléchirurgie humaine à distance.
Diverses méthodes de communication par signaux ont été utilisées et la tendance récente consiste à utiliser un réseau 5G. Les efforts de description des méthodes techniques après l’opération historique Lindberg ont été précieux [14], mais il reste une grande opportunité de décrire, d’optimiser et de normaliser les méthodes de communication modernes. Il est intéressant de noter que la latence du signal la plus élevée (280 ms) dans cette étude a été signalée lorsqu’un réseau 5G était utilisé sur une distance de 15 km.
Le réseau 5G est un ensemble complexe de transactions de données entre appareils locaux et fournisseurs de services de télécommunications nationaux. En fin de compte, le débit et la latence dépendront de la partie la plus faible de la chaîne de transactions entre le site local et le site distant. La 5G étant un protocole de transmission de données à courte portée, l’infrastructure nécessaire pour réaliser un réseau 5G complet sur une vaste zone géographique est énorme et il serait donc irréaliste de réaliser un réseau d’une distance significative fonctionnant uniquement sur la 5G. à court terme en tant que service ; les fournisseurs imposeraient invariablement des itinéraires de circulation à travers des infrastructures plus anciennes.
De plus, les fournisseurs de services ont un contrôle total sur l’allocation de la bande passante et, bien que des niveaux de priorité soient généralement attribués pour diviser la bande passante disponible pour tout le trafic (c’est-à-dire que les réseaux militaires ont une priorité élevée tandis que les réseaux résidentiels ont une faible priorité), ces priorités sont négociées par le gouvernement et chaque fournisseur de télécommunications. , et un engagement similaire en faveur des priorités en matière de télémédecine impliquerait une pression nationale importante sur les sociétés de télécommunications. Pendant ce temps, vous pourriez imaginer que vous n’auriez tout simplement pas une transmission aussi stable et constante, ce qui entraînerait des latences et une variabilité plus importantes.
Il est bien établi que la latence entraîne une altération significative de l’exécution des tâches, mais il n’existe pas de consensus sur ce qui constitue une quantité de latence de signal sûre ou acceptable pour les chirurgies télérobotiques à distance. Il y a plus d’erreurs et les tâches prennent plus de temps lorsque les chirurgiens travaillent dans des conditions retardées [15,20]. Des latences inférieures à 200 ms peuvent être idéales [21], mais une détérioration a été rapportée à 135 ms [22], et même avec des délais aussi petits que 50 ms [23,24].
Bien qu’une téléchirurgie robotique réussie avec une latence de 450 à 900 ms ait été rapportée [17], une chirurgie avec une latence supérieure à 700 ms pourrait ne pas être réalisable [21,25]. Au-delà du travail sur des modèles de base de tâches chirurgicales [20], il est nécessaire d’analyser les performances de tâches de chirurgie robotique plus pertinentes sur le plan clinique au fil du temps. Malheureusement, la latence n’est pas bien caractérisée dans la littérature préclinique et clinique en téléchirurgie.
Les études futures devraient reconnaître que la latence du signal n’est pas statique et qu’elle évolue au cours d’une procédure. La plupart des publications de téléchirurgie ne mesurent que la latence moyenne/moyenne du signal. La variance, ou le degré de fluctuation du délai, n’est jamais mentionné, pas plus que son impact sur une intervention chirurgicale.
En 2003, Butner et Ghodoussi soulignaient que « parce que la vie humaine est en jeu, les questions liées à la sécurité, à la détection des erreurs et au fonctionnement sans faille sont d’une grande importance » en téléchirurgie robotique. [14]. La sécurité est directement liée aux problèmes de latence du signal, et les auteurs estiment qu’elle constitue le principal obstacle à la croissance de la téléchirurgie à distance.
Il a été démontré que le retour haptique [26], l’affichage prédictif de réalité augmentée [27] et la mise à l’échelle compensatoire du mouvement [20] améliorent les performances chirurgicales dans les modèles expérimentaux, mais il existe peu de travaux visant à lutter contre la latence. le signal. À ce jour, il n’existe aucune étude clinique sur la chirurgie télérobotique à distance testant des interventions potentiellement sûres.
Il existe plusieurs autres obstacles clés à la téléchirurgie à distance qui méritent un examen attentif, mais qui sortent du cadre de ce travail. Ceux-ci incluent des éléments tels que les défis liés à la localisation et à la cartographie, ainsi qu’à l’optimisation de la transmission du signal. Le processus d’approbation des technologies de téléchirurgie robotique reste également à définir, car il s’agit d’un domaine nouveau.
Des travaux futurs en téléchirurgie sont nécessaires pour mieux comprendre les paramètres de latence, ainsi que pour concevoir et tester des technologies visant à garantir la sécurité. Au-delà de cette référence obligatoire en matière de sécurité, il reste beaucoup de travail à faire dans les domaines de la formation des chirurgiens et de l’équipement, de la gestion des coûts et de la valeur, de l’atténuation des risques et des domaines médico-légaux.
Des méthodes transparentes et honnêtes doivent être suivies lors de l’approche d’études de téléchirurgie à distance. Certaines lignes directrices établies par la Société américaine des chirurgiens gastro-intestinaux et endoscopiques (SAGES) conseillent que la chirurgie télérobotique soit réalisée sous la stricte supervision de l’Institutional Review Board, avec une conception et une méthodologie minutieuses [28].
Les auteurs espèrent que ce résumé de l’expérience actuelle de la téléchirurgie clinique et la discussion des principales limites et considérations techniques donneront un nouvel élan à ce domaine de recherche passionnant. Des millions de futurs patients bénéficieront des capacités étendues de la chirurgie robotique.
| Conclusions |
La chirurgie télérobotique à distance est une capacité très attendue mais encore naissante. Des rapports ont été publiés montrant cette nouvelle technologie, avec des résultats encourageants. Cependant, aucun des travaux réalisés à ce jour n’a présenté d’efforts pour lutter contre la latence du signal, et une sécurité renforcée reste une référence critique et encore non testée.
Une approche discrète est nécessaire pour les futures études sur la chirurgie robotique à distance, afin de réaliser son potentiel et de répondre de manière adéquate aux questions existantes sur la sécurité et la faisabilité. Les études de qualité qui tiennent compte de ces limites peuvent faire progresser la pratique chirurgicale robotique et avoir des implications considérables couvrant plusieurs spécialités chirurgicales.
