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La sonde laser, l’iKnife et l’avant-garde de la chirurgie

Si la pensée de passer sous le couteau vous remplit de peur, rassurez-vous. La chirurgie n’est plus l’expérience brutale et dangereuse de nos ancêtres. Grâce aux merveilles telles que la laparoscopie, les solutions robotiques et, plus récemment, l’iKnife et la sonde laser, l’intervention chirurgicale devient de plus en plus sûre.

[chirurgie]

Les archéologues croient que les gens effectuent des opérations chirurgicales depuis 11 000 ans. La chirurgie crânienne, connue sous le nom de trépanation, remonte probablement à l’ère néolithique. Il s’agissait de percer un trou dans le crâne d’une personne vivante.

La spéculation suggère qu’il a été fait pour guérir des troubles tels que des convulsions, des fractures, des maux de tête et des infections. Les anciens Egyptiens ont utilisé la même opération pour « laisser sortir » les maux de tête et la migraine.

À partir de 1812, il propose des procédures qui seraient maintenant considérées comme horribles, comme passer un crochet dans la pupille d’un homme pendant l’enlèvement d’une cataracte et utiliser des sangsues pour saigner. Pionniers de leur temps, les chirurgiens et les patients ont fait preuve d’un courage remarquable.

Sautez de là au présent, et vous avez une chirurgie mini-invasive où même une transplantation cardiaque est maintenant relativement routinière. De janvier 1988 à juillet 2016, 64 055 transplantations cardiaques ont eu lieu aux États-Unis, selon le Réseau uni pour le partage d’organes (UNOS).

Les progrès de la chirurgie mini-invasive

En 1987, un gynécologue français a effectué la première chirurgie laparoscopique reconnue pour enlever une vésicule biliaire. De là, la pratique s’est développée rapidement. Selon la Food and Drug Administration des Etats-Unis (FDA), plus de 2 millions de chirurgies laparoscopiques sont effectuées chaque année aux Etats-Unis.

En chirurgie laparoscopique ou en «trou de serrure», un petit tube muni d’une source lumineuse et d’une caméra traverse le corps jusqu’à ce qu’il atteigne la partie concernée. Les zones à traiter apparaissent sur un écran tandis que le chirurgien travaille les outils à travers de petites ouvertures.

Les procédures mini-invasives signifient des incisions plus petites avec moins de cicatrices, un plus faible risque d’infection, des séjours hospitaliers plus courts et une convalescence réduite.

Chirurgie robotisée

Prochain arrêt, chirurgie robotique. En 2000, une équipe de chercheurs en Allemagne qui étudiait les techniques de chirurgie mini-invasive a annoncé qu’elle avait développé un système avec deux bras robotisés contrôlés par un chirurgien sur une console de contrôle. Ils l’ont appelé ARTEMIS.

[chirurgie robotisée]

En juillet 2000, le système da Vinci a été approuvé aux États-Unis pour la coupe et la chirurgie.

Il a été le premier système chirurgical robotisé à obtenir l’approbation de la FDA, et son utilisation est devenue relativement répandue.

Le système comprend trois éléments: un chariot de vision avec une source de lumière et des caméras, une console principale où se trouve le chirurgien, et un chariot mobile avec deux bras d’instruments et le bras de la caméra.

La caméra fournit une véritable image 3D qui est affichée au-dessus des mains du chirurgien, de sorte que les extrémités des instruments semblent être une extension des poignées de contrôle. Les pédales commandent l’électrocoagulation, la mise au point de la caméra, les embrayages d’instruments et de bras d’appareil photo, et les poignées de commande principale qui entraînent les bras robotiques du côté du patient.

Des erreurs et des dysfonctionnements ont été signalés, dont certains sont mortels, et tout le monde n’est pas convaincu que la chirurgie robotique produise réellement de meilleurs résultats pour les patients.

Ce que l’oeil ne peut pas voir

Le couteau électrochirurgical a été inventé dans les années 1920. En utilisant un courant électrique, il chauffe rapidement le tissu corporel, permettant au chirurgien de couper à travers le tissu avec une perte de sang minimale. Il est couramment utilisé dans la chirurgie du cancer.

La chirurgie guidée par l’image, comme la laparoscopie, a réduit la portée de l’intervention pour de nombreuses opérations.

Cependant, en ce qui concerne le cancer, les images peuvent montrer où se trouve la tumeur, mais ni les images ni l’œil humain ne peuvent facilement distinguer les tissus sains des tissus malsains.

Le Dr Zoltan Takats, de l’Imperial College de Londres au Royaume-Uni, a trouvé un moyen pour le couteau électrochirurgical de combler le vide que les images ne peuvent pas combler.

[Tumeur cérébrale IRM]

Entrez l’iKnife. Basé sur l’électrochirurgie, l’iKnife peut détecter précisément quels tissus doivent être éliminés et lesquels doivent rester.

Jusqu’à récemment, la seule manière définitive de savoir si un tissu est cancéreux ou non était de faire une biopsie pour étude, généralement au microscope. L’inconvénient est que pendant la chirurgie, seulement très peu d’échantillons peuvent être prélevés et testés, et cela peut prendre 40 minutes pour terminer chaque test. Ce n’est pas un moyen pratique de définir le bord d’une tumeur pendant la chirurgie.

2013 a vu l’émergence du premier iKnife, qui permet au chirurgien d’examiner le tissu biologique en couplant l’électrochirurgie à la spectrométrie de masse. En spectrométrie de masse, les particules ionisées ou chargées sont passées à travers des champs électriques ou magnétiques.

La spectrométrie de masse fournit des mesures du rapport masse / charge, et ces mesures permettent de distinguer des tissus de composition différente, connus sous le nom de profilage chimique. En analysant la composition chimique de différents échantillons, il peut révéler quels tissus sont sains et lesquels ne le sont pas.

À ce moment-là, le Dr Takats a dit qu’il s’attendait à ce que l’iKnife soit applicable à différents types de chirurgie et que cela permettrait de réduire les coûts.

Comment fonctionne l’iKnife

Couper avec un électroscalpel provoque la vaporisation du tissu lors de la coupe. Cela crée une fumée qui est normalement aspirée par les systèmes d’extraction. Mais en connectant l’iKnife à un spectromètre de masse et en pompant la fumée vers elle, la vapeur peut être « capturée » et analysée pour la composition chimique. En faisant correspondre les résultats à une bibliothèque de référence, le chirurgien peut voir quel type de tissu il est dans les 3 secondes.

En 2013, Dr.Takats et son équipe ont utilisé l’iKnife pour analyser des échantillons de tissus prélevés sur 302 patients qui avaient subi une intervention chirurgicale pour enlever divers types de tumeurs, cancéreuses et non cancéreuses.

Ils ont enregistré les caractéristiques de milliers d’échantillons de tissus prélevés sur des tumeurs du cerveau, des poumons, du sein, de l’estomac, du côlon et du foie. À partir de ces échantillons, ils ont créé une base de données de 1 624 entrées cancéreuses et 1 309 non cancéreuses, auxquelles les futurs échantillons pourraient être appariés.

L’équipe a ensuite utilisé l’iKnife avec la spectrométrie de masse par ionisation par évaporation rapide (REIMS) dans 81 interventions chirurgicales. Les lectures ont été prises pendant la chirurgie, et le tissu a été testé par la suite de la manière conventionnelle. Dans chaque cas, la lecture correspond exactement au diagnostic histologique postopératoire.

L’iKnife a été développé pour l’électrochirurgie parce que les chirurgiens ont vu son potentiel pour éliminer les tumeurs cancéreuses, mais son applicabilité à la chirurgie hydroélectrique et au laser a déjà été soulevée. À l’avenir, il pourrait être utilisé pour effectuer des lectures afin d’analyser les muqueuses et les systèmes respiratoire, urinogénital ou gastro-intestinal.

L’iKnife est déjà utilisé à l’Imperial College de Londres, et il est actuellement testé dans la chirurgie du cancer du sein, du côlon et de l’ovaire.

Détection laser des tumeurs cérébrales

Plus récemment, des chercheurs du Royaume-Uni et du Canada ont associé l’iKnife à une sonde laser pour détecter des tissus anormaux pendant une intervention chirurgicale afin d’enlever une tumeur au cerveau.

Cette technique a utilisé une sonde laser dans le proche infrarouge pour déterminer si le tissu était cancéreux ou sain en mesurant la lumière réfléchie par le tissu.

Faits rapides sur les progrès de la chirurgie

  • La première utilisation réussie de l’anesthésique à l’éther a eu lieu en 1846
  • L’acide carbolique a d’abord été utilisé comme antiseptique entre 1867 et 1876
  • En 1907, le premier antibiotique artificiel a été créé.

Quand ils ont pointé le faisceau de lumière sur le cerveau exposé, les molécules dans les cellules ont commencé à vibrer. En même temps, les fibres optiques de la sonde recueillaient la lumière diffusée qui rebondissait sur le tissu.

En mesurant la fréquence des vibrations, les scientifiques ont pu déterminer quel tissu était sain et lequel ne l’était pas. Comme avec l’iKnife, l’analyse n’a pris que quelques secondes.

Dans la chirurgie du cancer, la capacité à détecter la limite exacte d’une zone de tissu malin peut faire la différence entre la vie et la mort, et entre devoir répéter la chirurgie ou non.

Le fait d’enlever le tissu exact permet non seulement de retirer toute la tumeur, mais aussi de réduire la perte de tissu inutile, ce qui entraîne de meilleurs résultats pour les patients.

Les chercheurs notent que, en particulier avec les tumeurs cérébrales, l’incapacité de voir la limite d’une tumeur, même avec un microscope chirurgical, met les gens à un risque plus élevé de dommages supplémentaires, tels que la perte de la parole. À mesure que la technologie progresse, les risques de la chirurgie diminuent progressivement.

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