Des instruments médicaux plus intelligents pour la chirurgie mini-invasive

Les cathéters deviennent de plus en plus intelligents, ce qui permet des procédures médicales plus rapides et plus sûres. Ces avancées, qui profitent déjà aux patients et aux médecins, devraient s’accélérer dans les années à venir.

Les cathéters sont utilisés dans les procédures d’intervention mini-invasives, accédant à la zone à traiter par une petite incision dans les vaisseaux sanguins, ce qui permet aux médecins d’éviter les procédures chirurgicales très invasives telles que les opérations à cœur ouvert. Les chirurgies mini-invasives prennent généralement moins de temps que les procédures chirurgicales traditionnelles et sont beaucoup moins traumatisantes, car elles sont souvent effectuées sous sédation. Elles permettent de réduire considérablement la douleur et l’inconfort du patient, ainsi que la durée de l’hospitalisation et de la rééducation.

Les ingénieurs ont travaillé sur des moyens de réduire davantage l’impact des cathéters en les rendant plus petits et plus intelligents, en ajoutant des capacités pour envoyer et recevoir des signaux, des données ou de l’énergie d’un bout à l’autre du cathéter. Ces innovations pourraient élargir l'utilisation des chirurgies mini-invasives et améliorer considérablement les résultats pour d’innombrables futurs patients.

Ajouter des capacités spécifiques à un cathéter peut apporter des avantages considérables aux médecins et à leurs patients. En intégrant des capteurs d’image dans la pointe d’un dispositif, cela pourrait permettre à un médecin de surveiller une procédure en temps réel, augmentant ainsi son efficacité tout en réduisant le recours à des méthodes plus invasives. Par exemple, une meilleure résolution des appareils à ultrasons pourrait permettre aux médecins de cibler plus précisément les procédures d’ablation, réduisant ainsi le besoin potentiel de procédures de suivi.

Les cathéters doivent être suffisamment petits et agiles pour pouvoir se déplacer dans l’anatomie d’un patient, ce qui signifie que l’espace disponible sur le dispositif est très limité. Par conséquent, le défi qui consiste à rendre les cathéters plus intelligents consiste à intégrer des capteurs, des câbles et des connecteurs dans un espace très restreint. Il faut donc faire preuve de créativité pour fabriquer des capteurs suffisamment petits pour tenir dans les tubes de cathéter, mais aussi des connexions et des fils fins qui permettent à ces capteurs de transmettre et de recevoir des signaux. Par exemple, le capteur de pression pour cathéter IntraSense de TE Connectivity mesure moins d’un quart de millimètre de large et un dixième de millimètre d’épaisseur et comprend des fils préinstallés, ce qui simplifie l’assemblage et la connexion à l’intérieur d’un dispositif de cathéter.

Même si ces innovations peuvent être efficaces, le rythme de leur développement est resté relativement lent. Les nouveaux dispositifs qui permettent d’améliorer l’efficacité d’une procédure particulière exigent généralement que les ingénieurs les personnalisent de A à Z. Une approche plus souple de la fabrication des dispositifs et basée sur des plates-formes pourrait ouvrir de nouvelles possibilités pour mettre de meilleurs outils à la disposition d’un plus grand nombre de médecins, et ce plus rapidement, afin d’aider un plus grand nombre de patients.

Accélérer les innovations nécessite une approche plus flexible pour intégrer des capteurs et des composants électroniques complexes. TE Connectivity a travaillé sans relâche dans ce domaine, en développant des composants polyvalents tels que le connecteur VERSIO™, qui permet aux concepteurs de disposer d’un espace pour 208 contacts dans un connecteur capable de supporter jusqu’à 1 000 cycles d’accouplement avec des cathéters. Toutefois, ces efforts isolés ne permettront pas à l’industrie d’aller plus loin. Des collaborations étroites entre les fabricants de composants et de dispositifs seront nécessaires pour consolider la technologie qui permettra d’offrir des fonctions complémentaires à des solutions pointues communes.

Par exemple, une famille bien conçue de puces en silicium produites en masse et personnalisables pourrait donner aux fabricants de composants une solution standardisée qu’ils pourraient personnaliser plus facilement et plus rapidement en fonction des besoins des fabricants d’appareils électroniques et des médecins.

Les équipes d’ingénieurs de TE travaillent en étroite collaboration avec les équipes d’ingénieurs de nos clients tout au long du processus de développement afin de clarifier les exigences et les risques, et d’élaborer conjointement des solutions rapides. Nous disposons également de vastes capacités de prototypage et de test pour permettre une évaluation rapide des options de cathéters dès le début du cycle de conception afin d’accélérer l’optimisation. À mesure que les plateformes deviennent plus robustes et que les cycles d’innovation se raccourcissent, les possibilités qui s’offrent à nous seront de plus en plus nombreuses.

Les clés pour l’avenir des cathéters intelligents basés sur les capteurs sont la sécurité et le coût. Les cathéters à usage unique permettent d’améliorer la sécurité en éliminant les problèmes de contamination croisée, tout en réduisant les coûts de construction, car ils n’ont pas besoin de résister à de multiples procédures ou à une stérilisation rigoureuse. Les composants plus onéreux et les dispositifs réutilisables se justifient par les avantages qu’ils procurent au patient, au médecin ou à la fonctionnalité globale d’un appareil. Par conséquent, les innovations les plus susceptibles d’entraîner un changement seront celles qui produisent une amélioration substantielle des performances et de la sécurité des patients.

Ces avancées pourraient comprendre notamment la transmission de données sans fil par le biais de micro-antennes, ce qui permettrait des procédures d’intervention plus rapides et plus sûres en fournissant des données en temps réel pour informer et guider le médecin. Les données de température, les informations sur la pression du liquide et la force appliquée à l’extrémité du cathéter pourraient fournir des informations cruciales qui pourront guider les médecins pendant les procédures. Les capteurs tactiles et les capteurs d’images avancés pourraient aussi fournir les informations nécessaires aux procédures assistées par robot en reproduisant le ressenti tactile qu’éprouvent les médecins actuellement lorsqu’ils tiennent et manipulent un dispositif.

Beaucoup pensent que le fait de permettre des procédures à distance améliorera la sécurité des patients et des médecins. Les médecins pourraient travailler dans de meilleures conditions ergonomiques hors du champ de rayons X qui entoure le patient. L’amélioration de l’imagerie permettrait aux médecins de voir ce qu’ils font tout en minimisant ou en éliminant l’utilisation de la fluoroscopie à rayons X et des produits de contraste, ce qui améliorera l’expérience des patients.

De nouveaux matériaux comprenant des polymères ou des alliages plus doux et plus flexibles pourraient permettre une navigation assistée ou autonome, améliorant potentiellement la sécurité des patients et permettant aux médecins d’accéder à des parties du corps qui ont toujours été difficiles à atteindre. Alors que nous travaillons à développer des plateformes plus flexibles pour ces dispositifs, ces innovations se produiront plus rapidement, apportant des changements importants à la façon dont les médecins et les patients vivent actuellement les procédures interventionnelles.

Dans un avenir proche, les médecins pourraient porter un casque de réalité virtuelle ou de réalité augmentée. Ils pourraient ainsi avoir une vue détaillée de l’extrémité du cathéter pendant qu’ils naviguent dans l’anatomie du patient et effectuent une procédure à partir d’une console à interface robotique. Les algorithmes de navigation et de procédure transposeront les mouvements de la main et des doigts en mouvements du dispositif ou de l’outil sur la zone concernée. Si l’on se projette encore plus loin, les dispositifs pourraient devenir autopropulsés ou auto-navigants, soutenus par des systèmes de mouvement hydraulique et d’autres technologies nouvelles, améliorant l’accès et réduisant les traumatismes. Ces dispositifs nécessiteront probablement un haut niveau de détection et de contrôle, voire un certain niveau d’autonomie.

Nous nous réjouissons de pouvoir contribuer à l’avenir de la technologie médicale et nous travaillons activement à sa concrétisation grâce à nos travaux sur la miniaturisation des capteurs, la science des matériaux et d’autres domaines, afin de développer des cathéters plus sûrs et plus efficaces, qui soient véritablement intelligents.