Ce chapitre propose de dresser un état des lieux de la recherche en chirurgie cornéenne robotisée, puis d'examiner l'éventuel bénéfice en pratique clinique et les freins à son développement [1].

Le Da Vinci® n'est pas la seule voie de recherche et l'avenir des micro-robots s'annonce prometteur. Plusieurs prototypes dédiés à la chirurgie rétinienne et issus de la recherche universitaire sont en développement : Micron, Mynutia, RAMS, Polaris (également destinés à la chirurgie de la cataracte), Preceyes, Acusurgical et le Steady-Hand Eye Robot . L'IRISS est un prototype dédié à la chirurgie de la cataracte qui a laissé place à l' Horizon Surgical System (Horizon Surgical Systems Inc., Malibu, États-Unis), dont le but est de développer une solution entièrement automatisée et fondée sur l'OCT pour la chirurgie de la cataracte (fig. 60-3) [11].

Le plus avancé de ces derniers est le Preceyes Surgical System , développé par les universités d'Eindhoven et d'Oxford. Il a été validé cliniquement pour la chirurgie vitréorétinienne. Il s'agit du seul robot chirurgical développé pour l'ophtalmologie à avoir obtenu le marquage CE (communauté européenne) et atteint la phase de commercialisation.

Il n'existe pas à notre connaissance de prototype en développement pour la chirurgie cornéenne et de surface oculaire.

La recherche en chirurgie robotique ophtalmologique se doit d'intégrer les nouveaux outils d'intelligence artificielle (IA) pour améliorer la sécurité, l'efficacité et la fiabilité des plateformes robotiques [12]. Ces innovations très récentes n'ont pour le moment fait l'objet que de très peu de publications en chirurgie ophtalmologique. L'une de leurs applications consiste à prévoir les mouvements involontaires du chirurgien. Pour la chirurgie vitréorétinienne, une équipe a notamment développé un système de contrôle actif de la pression exercée par l'opérateur au niveau des sclérotomies, associé au Steady-Hand Eye Robot et fondé sur le deep learning (DL) [13].

Un autre apport potentiel de l'IA en chirurgie robotisée de l'œil est l'amélioration de la perception de l'espace, avec des applications en chirurgie cornéenne et vitréorétinienne. Pan et al. ont notamment développé un système de navigation en réalité augmentée pour guider le positionnement des sutures dans la KLAP, utilisant le DL pour améliorer la détection des contours du greffon [14]. À l'aide de l'OCT, le DL a également été utilisé pour segmenter les couches rétiniennes en temps réel et pourrait être appliqué dans le cadre d'injections sous-rétiniennes robotisées [15]. Kim et al. ont utilisé le DL pour prédire la position, la distance à parcourir et la trajectoire optimale d'un instrument dans la cavité rétinienne, avec des cibles rétiniennes définies, dans le but de palier les limitations humaines en termes de visualisation et de perception de la profondeur [16].

L'intégration de l'IA aux systèmes chirurgicaux robotisés n'en est qu'à ses prémices. Néanmoins, elle laisse entrevoir la possibilité, dans un futur lointain, de procédures chirurgicales entièrement automatisées avec une prise de décisions chirurgicales de l'IA sans intervention humaine.

Les avantages potentiels à l'utilisation de robots en chirurgie cornéenne sont nombreux : meilleure précision du geste, manœuvrabilité accrue, filtration des tremblements, automatisation des mouvements, meilleure ergonomie de travail, téléchirurgie, télé-enseignement. La réduction des tremblements est rendue possible par le traitement, puis le filtrage de la fréquence des mouvements. L'usage d'un système robotisé permet la réduction des dommages tissulaires avec un meilleur contrôle de la force appliquée et de la direction des aiguilles [17]. De plus, les systèmes robotisés ne sont pas sujets à la fatigabilité. Les bras robotisés peuvent comporter sept degrés de liberté, augmentant considérablement la précision et la manœuvrabilité, même dans des espaces confinés. Par ailleurs, le couplage de systèmes robotisés avec l'OCT ou d'autres systèmes d'imagerie permettrait une meilleure évaluation des distances, de la profondeur, et une plus grande précision des gestes chirurgicaux.

La robotique paraît donc en mesure d'améliorer la qualité des soins délivrés aux patients, et ouvre également la possibilité d'effectuer des procédures à distance, ou téléchirurgie, et permet ainsi d'apporter des compétences chirurgicales surspécialisées à des régions qui en étaient jusqu'alors privées.

Si la chirurgie ophtalmologique, en particulier cornéenne et de surface oculaire, n'a pas encore bénéficié des avancées robotiques maintenant courantes dans d'autres spécialités, cela peut s'expliquer par les raisons qui suivent.

Tout d'abord, la chirurgie ophtalmologique est déjà une chirurgie mini-invasive dont les résultats cliniques sont globalement excellents (prédictibilité, reproductibilité, sécurité) pour des procédures à « forts flux» de patients telles que peuvent l'être la chirurgie de la cataracte ou la chirurgie réfractive. De multiples outils technologiques (imagerie OCT, lasers) assistent déjà le chirurgien, dont la cadence de travail s'apparente presque à celle d'un robot lorsqu'un grand nombre de procédures sont réalisées dans la même journée opératoire. La question du rôle et de la valeur ajoutée de la robotique est légitime dans ces conditions.

De plus, la chirurgie cornéenne et de surface oculaire ne présente pas les contraintes d'autres procédures, comme la chirurgie rétinienne, qui nécessitent la réalisation de gestes fins et précis dans un espace confiné. Les tissus sont accessibles, les mouvements peu limités, et la visualisation et l'exposition du site opératoire sont excellentes.

Le passage des études précliniques aux études cliniques présente également des difficultés propres à notre spécialité, notamment l'adaptation des robots et des stations chirurgicales aux caractéristiques propres à nos patients, à leur anatomie, et aux modalités d'anesthésie (mouvements de tête, arcades sourcilières ou arêtes nasales proéminentes, mouvements oculaires). Pour prendre en compte ces difficultés dans les études précliniques, une équipe a proposé un système de lunettes permettant le montage sur un volontaire vivant et sain d'un œil artificiel ou animal énucléé [18].

Pour finir, le coût actuel d'une procédure robotisée est très largement supérieur aux standards de la chirurgie ophtalmologique manuelle. Trouver un juste équilibre entre les avantages et les coûts est un prérequis indispensable à la diffusion. Le développement d'un robot chirurgical est très coûteux, l'investissement se chiffrant à plus de 50 millions de dollars. Les phases de conceptualisation, de réalisation du prototype, puis de développement préclinique (fonctionnalisation à une tâche spécifique, autorisation des autorités sanitaires) ne peuvent donc pas s'effectuer sans levée de fonds importante. De ce fait, il est nécessaire pour les industriels de focaliser l'usage du robot sur le segment du marché le plus porteur, permettant la diffusion la plus large, et non pas sur l'usage le plus innovant ou avantageux pour les chirurgiens et les patients. En outre, les réglementations et contraintes des agences sanitaires évoluent plus rapidement que la conception des robots, engendrant des coûts supplémentaires. Pour amortir l'investissement, le système devrait dont être utile pour plusieurs opérations différentes, s'adapter aux innovations, ou permettre un volume d'interventions élevé en améliorant les cadences et en permettant d'économiser des ressources humaines.

Encore confinée au domaine de la recherche et soulevant le scepticisme de certains opérateurs, la chirurgie robot-assistée accélère son développement en ophtalmologie et devrait s'intégrer dans les prochaines années à nos espaces chirurgicaux de travail. La véritable question est désormais de déterminer quand ce futur robot sera suffisamment performant pour apporter une réelle valeur ajoutée à notre pratique en renforçant la qualité et la sécurité des procédures manuelles existantes, en gagnant du temps chirurgical et/ou en réalisant des interventions considérées à ce jour comme impossibles par une main humaine.