Les premiers robots dans le domaine médical sont apparus dans les années 1980 pour fournir une assistance chirurgicale grâce aux technologies de bras robotisés. Au fil des années, la vision par ordinateur et l'analytique des données basées sur l'intelligence artificielle (IA) ont transformé les robots médicaux, étendant leurs capacités à de nombreux autres domaines de la santé.
Les robots sont désormais utilisés non seulement dans la salle d'opération, mais aussi dans les milieux cliniques pour aider le personnel soignant et améliorer les soins aux patients. Par exemple, les hôpitaux et les cliniques déploient des robots pour effectuer un éventail beaucoup plus large de tâches afin de réduire l'exposition aux agents pathogènes pendant la pandémie de COVID-19.
La robotique et l'automatisation s'étendent également aux laboratoires de recherche, où elles servent à automatiser les tâches manuelles, répétitives et à fort volume afin que les techniciens et les scientifiques puissent se concentrer sur des tâches plus stratégiques qui accélèrent les découvertes.
La robotique médicale permet de rationaliser les flux de travail et de réduire les risques dans de nombreux domaines. Par exemple, les robots peuvent nettoyer et préparer les chambres des patients de manière autonome, ce qui permet de limiter les contacts de personne à personne dans les services des maladies infectieuses. Les robots dotés d'un logiciel d'identification des médicaments basé sur l'IA réduisent le temps nécessaire pour identifier, assortir et distribuer les médicaments aux patients dans les hôpitaux.
À mesure que les technologies évoluent, les robots fonctionneront de manière plus autonome et finiront par exécuter certaines tâches de manière entièrement autonome. Les médecins, les infirmières et les autres travailleurs de la santé pourront ainsi passer plus de temps à prodiguer des soins directs aux patients.
Avantages de la robotique dans les soins de santé
La robotique dans le domaine médical permet d'offrir un niveau élevé de soins aux patients, de rationaliser les processus dans les établissements cliniques et de créer un environnement sûr pour les patients et le personnel de santé.
Des soins de haute qualité pour les patients
Les robots médicaux permettent des procédures peu invasives, un suivi personnalisé et fréquent pour les patients atteints de maladies chroniques, des thérapies intelligentes et un engagement social pour les patients âgés. De plus, à mesure que les robots réduisent les charges de travail, les infirmières et les autres soignants peuvent offrir aux patients une plus grande empathie et une interaction humaine, ce qui peut promouvoir le bien-être à long terme.
Flux de travail cliniques rationalisés
Les robots mobiles autonomes (AMR) simplifient les tâches de routine, réduisent les exigences physiques imposées aux travailleurs humains et garantissent des processus plus cohérents. Ces robots peuvent remédier aux pénuries et aux problèmes de personnel en assurant le suivi des stocks et en passant des commandes en temps voulu pour que les fournitures, les équipements et les médicaments soient en stock là où ils sont nécessaires. Les AMR de nettoyage et de désinfection permettent de désinfecter les chambres d'hôpital et de les préparer rapidement pour l'arrivée des patients. Les travailleurs peuvent ainsi se concentrer sur les tâches axées sur le patient et sur la valeur.
Un environnement de travail sûr
Les AMR servent à protéger les travailleurs de la santé. Ils sont utilisés pour transporter les fournitures et le linge dans les hôpitaux où l'exposition aux agents pathogènes constitue un risque. Les robots de nettoyage et de désinfection limitent l'exposition aux agents pathogènes tout en contribuant à réduire les infections nosocomiales (ICH). Des centaines d'établissements de santé les utilisent déjà1. Les robots sociaux, un type d'AMR, aident également à soulever des charges lourdes, notamment pour déplacer des lits ou des patients, afin de réduire la pression physique sur le personnel de santé.
Robots d'assistance chirurgicale
Au fur et à mesure que les technologies de contrôle des mouvements ont progressé, les robots d'assistance chirurgicale sont devenus plus précis. Grâce à des technologies compatibles avec l'IA et la vision par ordinateur, ces robots aident les chirurgiens à agir plus rapidement et de façon plus précise tout en effectuant des opérations complexes. Certains robots chirurgicaux peuvent même être capables d'accomplir des tâches de manière autonome, permettant aux chirurgiens de superviser les procédures depuis une console.
Les opérations chirurgicales réalisées avec l'aide de la robotique se divisent en deux grandes catégories :
- Chirurgies peu invasives pour le torse. Il s'agit notamment de l'hystérectomie robotisée, de la prostatectomie robotisée, de la chirurgie bariatrique et d'autres procédures principalement axées sur les tissus mous. Après avoir été introduits par une petite incision, ces robots se verrouillent en place, créant une plate-forme stable à partir de laquelle ils peuvent effectuer des opérations chirurgicales par télécommande. La chirurgie ouverte utilisant de grandes incisions était autrefois la norme pour la plupart des procédures internes. Les délais de rétablissement étaient beaucoup plus longs, et le risque d'infection et d'autres complications était plus élevé. Travailler manuellement par une incision de la taille d'un bouton est extrêmement difficile, même pour un chirurgien expérimenté. Les robots chirurgicaux rendent ces procédures faciles et précises pour réduire les infections et autres complications.
- Chirurgies orthopédiques. Les appareils peuvent être préprogrammés pour effectuer des opérations orthopédiques courantes, notamment les remplacements de genou et de hanche. Combinant des bras robotiques intelligents, l'imagerie 3D et l'analyse de données, ces robots permettent d'obtenir des résultats plus prévisibles en utilisant des limites définies dans l'espace pour aider le chirurgien. La modélisation de l'IA permet d'entraîner les robots à des opérations orthopédiques spécifiques, en leur indiquant précisément où aller et comment effectuer les procédures.
La possibilité de partager un flux vidéo de la salle d'opération vers d'autres lieux (proches ou éloignés) permet aux chirurgiens de bénéficier de consultations avec d'autres spécialistes dans leur domaine. En conséquence, les patients bénéficient de la participation des meilleurs chirurgiens dans leurs procédures.
Le domaine de la robotique chirurgicale évolue vers une plus grande utilisation de l'IA. La vision par ordinateur permet aux robots chirurgicaux de différencier les types de tissus dans leur champ de vision. Par exemple, les robots chirurgicaux sont désormais capables d'aider les chirurgiens à éviter les nerfs et les muscles pendant les procédures2. La vision 3D haute définition par ordinateur peut fournir aux chirurgiens des informations détaillées et des performances accrues lors des interventions. À terme, les robots seront capables de prendre en charge de petites sous-procédures, notamment la suture ou d'autres tâches définies, sous le regard attentif du chirurgien.
La robotique joue également un rôle clé dans la formation des chirurgiens. Les plateformes de simulation utilisent l'IA et la réalité virtuelle pour proposer une formation à la robotique chirurgicale. Dans l'environnement virtuel, les chirurgiens peuvent pratiquer des procédures et perfectionner leurs compétences en utilisant des commandes robotiques.
Robots modulaires
Les robots modulaires améliorent d'autres systèmes et peuvent être configurés pour exécuter plusieurs fonctions. Dans le domaine de la santé, il s'agit notamment de robots exosquelettes thérapeutiques et de bras et jambes robotisés prothétiques.
Les robots thérapeutiques peuvent aider à la rééducation après un accident vasculaire cérébral, une paralysie ou une lésion cérébrale traumatique, ou encore à la prise en charge des déficiences causées par la sclérose en plaques. Intel et Accenture développent actuellement un bras robotique monté sur un fauteuil roulant afin d'aider les patients souffrant de lésions de la colonne vertébrale à accomplir leurs tâches quotidiennes. Lorsque les robots sont équipés de l'IA et de caméras de profondeur, ils peuvent surveiller la forme d'un patient pendant qu'il effectue les exercices prescrits. Ils mesurent les degrés de mouvement dans différentes positions et suivent les progrès plus précisément que l'œil humain. Ils peuvent également interagir avec les patients pour les encadrer et les encourager.
Robots mobiles autonomes
Les organismes de santé comptent souvent sur les AMR pour leur capacité à répondre à des besoins critiques, notamment la désinfection, la téléprésence et la livraison de médicaments et de fournitures médicales. Ils créent ainsi des environnements sûrs tout en libérant le personnel pour qu'il puisse passer plus de temps avec les patients. Les AMR équipés de systèmes de détection et de LiDAR (light detection and ranging), de calcul visuel ou de capacités de cartographie sont capables de se diriger automatiquement jusqu'aux patients en salle d'examen ou d'hôpital, afin que les cliniciens puissent interagir à distance. Si un AMR est contrôlé par un spécialiste ou un autre travailleur à distance, il peut accompagner les médecins lors de leurs tournées dans les hôpitaux. Un spécialiste peut ainsi contribuer, via une consultation à l'écran, aux diagnostics et aux soins des patients.
Certains robots peuvent aider les professionnels avant l'enregistrement d'un patient. Par exemple, au Mexique, un robot autonome développé par la start-up Roomie aide le personnel médical avec les patients COVID-19 à haut risque. Baptisé RoomieBot, il catégorise les patients en prenant leur température, leur niveau d'oxygène dans le sang et leurs antécédents médicaux à leur arrivée à l'hôpital. RoomieBot utilise la technologie Intel, notamment les algorithmes d'IA qui fonctionnent sur l'unité de traitement de la vision Intel® Movidius™ (VPU), les NUC Intel® de 8ᵉ génération et les caméras Intel® RealSense™.
D'autres types d'AMR, notamment les robots de service et les robots sociaux, sont utilisés dans la santé.
Robots de service
Les robots de service allègent le fardeau quotidien des travailleurs de la santé en effectuant des tâches logistiques de routine. Beaucoup de ces robots fonctionnent de manière autonome et peuvent envoyer un rapport lorsqu'ils terminent une tâche. Ces robots installent les chambres des patients, suivent les fournitures et classent les bons de commande, réapprovisionnent les armoires à fournitures médicales et transportent les draps de lit vers et depuis les laveries. Confier certaines tâches de routine à des robots de service donne aux travailleurs de la santé plus de temps pour se concentrer sur les besoins immédiats des patients et peut contribuer à accroître la satisfaction au travail. C'est exactement ce que fait le robot TUG d'Aethon, un robot de service. TUG peut naviguer dans des environnements complexes et changeants pour livrer en toute sécurité du linge aux unités de soins, à la fois de manière programmée et à la demande.
Les robots de service servent également au nettoyage et à la désinfection. Ces AMR peuvent utiliser la lumière ultraviolette (UV), les vapeurs de peroxyde d'hydrogène ou la filtration de l'air pour réduire les infections et assainir les endroits accessibles de manière uniforme. Un prototype de robot mobile autonome développé par la start-up Akara est testé pour l'une de ces tâches routinières mais essentielles : désinfecter les surfaces contaminées à l'aide de la lumière UV. Son objectif est d'aider les hôpitaux à assainir les chambres et les équipements, contribuant ainsi à la lutte contre le COVID-19.
Robots sociaux
Les robots sociaux interagissent directement avec les humains. Ces robots « conviviaux » peuvent être utilisés dans des environnements de soins de longue durée pour assurer une interaction sociale et un suivi. Ils peuvent encourager les patients à se conformer aux régimes de traitement ou fournir un engagement cognitif afin de contribuer à maintenir les patients alertes et positifs. Ils peuvent également être utilisés pour offrir des indications aux visiteurs et aux patients dans l'environnement hospitalier. En général, les robots sociaux contribuent à réduire la charge de travail du personnel soignant et à améliorer le bien-être émotionnel des patients.
Technologies Intel® pour les robots médicaux
Les technologies Intel® permettent de mettre en place des solutions de robotique médicale au sein d'un écosystème diversifié de fabricants de matériel et de fournisseurs de logiciels. Intel propose un large éventail de technologies de calcul prenant en charge la vision par ordinateur pour répondre aux besoins de conception de technologies d'assistance chirurgicale à haute performance ; des robots mobiles de livraison et de désinfection UV autonomes ; et des robots qui permettent un meilleur suivi des patients, une consultation spécialisée, un engagement social accru, etc.
Les technologies Intel® fournissent une base pour la robotique dans les soins de santé |
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Les processeurs Intel® sont proposés dans une gamme d'options de performances de calcul et de consommation d'énergie. Ils peuvent être utilisés pour tout, des robots chirurgicaux dotés du deep learning aux robots de désinfection à faible consommation. |
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| Intel® RealSense™ | Les caméras de profondeur Intel® RealSense™ permettent aux prestataires de suivre les changements dans les articulations des patients atteints de polyarthrite rhumatoïde afin de surveiller précisément la progression de la maladie. Pour les patients en thérapie physique, les caméras permettent aux thérapeutes de surveiller les changements d'amplitude des mouvements afin de déterminer plus précisément les progrès de la réadaptation. |
Les réseaux 5G pris en charge par Intel augmenteront l'accès aux spécialistes médicaux par le biais de contrôles vidéo et permettront des chirurgies assistées par AR/VR grâce à des vitesses de connexion inégalées, une latence ultra-faible et une fiabilité extrême du réseau. |
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La Distribution Intel® du kit d'outils OpenVINO™ rationalise le développement d'applications de vision sur les plateformes Intel, y compris les unités de traitement de la vision et les processeurs. Ce portefeuille permet une gamme de cas d'utilisation, depuis les robots d'assistance chirurgicale jusqu'aux robots de service et sociaux autonomes qui naviguent dans les couloirs des hôpitaux. |
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Intel propose un portefeuille complet de FPGA (Field Programmable Gate Arrays) pour répondre à une grande variété de besoins, depuis les robots d'assistance chirurgicale dotés d'IA aux performances haut de gamme jusqu'aux robots à faible puissance et sensibles aux coûts utilisés pour enlever les déchets ou livrer le linge. |
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Intel® Edge Insights for Autonomous Mobile Robots fournit aux développeurs un kit de développement logiciel ouvert et modulaire spécialement conçu pour qu'ils puissent développer, construire et déployer des applications robotiques de bout en bout plus rapidement et plus facilement. |
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L'avenir de la robotique dans le domaine médical
Les progrès du machine learning, de l'analytique des données, de la vision par ordinateur et d'autres technologies permettront à la robotique médicale d'évoluer pour accomplir des tâches de manière autonome, plus efficace et plus précise.
Intel travaille en collaboration avec des fournisseurs de technologie et des chercheurs pour explorer la prochaine génération de solutions robotiques. En fournissant un soutien technologique et de recherche, Intel favorise la découverte de nouvelles applications pour les technologies IA et IoT dans le domaine de la robotique médicale. Ces contributions soutiennent les innovations en cours qui augmentent l'automatisation, favorisent l'efficacité et résolvent certains des plus grands défis en matière de soins de santé.
L'avenir de la robotique et des soins de santé
La robotique de la santé continuera à évoluer parallèlement aux progrès de l'apprentissage machine, de l'analyse des données, de la vision par ordinateur et d'autres technologies. Les robots de tous types continueront à évoluer pour accomplir des tâches de manière autonome, efficace et précise.
Intel travaille en collaboration avec des fournisseurs de technologie et des chercheurs pour explorer la prochaine génération de solutions robotiques. Par exemple, Intel Labs China s'est associé à l'Institut de recherche sur les robots médicaux de Suzhou pour créer un incubateur de robotique médicale pour les jeunes pousses. En fournissant un soutien technologique et de recherche, Intel aide à la découverte de nouvelles applications pour les technologies AI et IoT dans le domaine de la robotique médicale. Ces contributions soutiennent les innovations en cours qui augmentent l'automatisation, favorisent l'efficacité et résolvent certains des plus grands défis en matière de soins de santé.