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La technique chirurgicale mini-invasive est en pleine expansion. Elle tend aujourd'hui à s'imposer dans toutes les disciplines de la chirurgie abdominale : gynécologique, urologique, générale et digestive.

À l'inverse de la chirurgie classique, qui nécessite une ouverture dans la paroi abdominale pour accéder directement aux organes, le chirurgien ne pratique que de petites incisions, dont la taille dépasse rarement 10 mm.

Le chirurgien insère à travers ces incisions de longs instruments, tels des pinces ou des ciseaux, au travers de trocarts qui évitent de blesser la paroi abdominale.

Du CO2 réchauffé et humidifié est insufflé sous pression dans la cavité abdominale pour distendre la paroi et créer un espace de travail intra-abdominal suffisant. Le chirurgien n'ayant aucun contact visuel direct avec l'intérieur de l'abdomen, un moniteur retransmet les images provenant d'une caméra miniature, placée à l'extrémité d'un instrument optique appelé laparoscope.

Grâce notamment à la réduction importante de la taille des incisions, la chirurgie réalisée par voie laparoscopique présente plusieurs avantages importants pour le patient :

• La diminution de « l'agression » chirurgicale sur le corps du patient a pour premier effet la réduction de la douleur post-opératoire.

• les incisions étant des portes d'entrée faciles pour les micro-organismes indésirables, la laparoscopie diminue sensiblement le risque infectieux.

• Grâce à la cicatrisation plus rapide des tissus de la paroi abdominale et à la réduction de la douleur, la durée d'hospitalisation est souvent plus courte qu'en cas de chirurgie classique.

• Enfin, les avantages esthétiques sont indéniables. Il est généralement admis que les cicatrices laissées par des incisions inférieures à 10 mm disparaissent après quelques années.

Si cette nouvelle technique offre de nombreux avantages au patient, elle complique sensiblement la tâche de l'équipe médicale et en particulier du chirurgien.

Tout d'abord, les instruments de laparoscopie sont loin d'offrir la dextérité des doigts d'un chirurgien. La paroi abdominale distendue par le gaz sous pression est relativement rigide et l'incision agit comme une liaison qui contraint les mouvements de l'instrument. L'extrémité de celui-ci n'a plus que 4 degrés de liberté (ddl) :

- une translation suivant l'axe longitudinal de l'instrument,

- une rotation autour de ce même axe,

- et deux rotations autour de l'incision.

La mobilité intra-abdominale est donc fortement réduite.

Ce type de chirurgie inverse les mouvements angulaires : si le chirurgien déplace sa main vers la droite, l'extrémité distale de l'instrument ira vers la gauche.

Si cela n'est pas gênant pour des mouvements simples, il a été montré que cela ralentissait considérablement les tâches plus complexes, telles que la suture, qui combinent des mouvements inversés (rotations autour de l'incision) et non-inversés (translation et rotation autour de l'axe) avec deux instruments et demandent beaucoup d'entraînement.

Par ailleurs, une des différences ergonomiques majeures par rapport à la chirurgie classique, est que le retour des informations au chirurgien est indirect :

- L'absence de contact direct avec les tissus et la friction des instruments avec le trocart, équipé d'un joint d'étanchéité pour maintenir la surpression intra-abdominale rendent quasi impossible la localisation par palpation de vaisseaux entourés de graisse ou de tumeurs plus profondes ;

- D'autre part, la perception visuelle est également dégradée. L'affichage 2D monoscopique, la distorsion optique de l'image (effet fish-eye) et le mésalignement entre les axes de la caméra, de l'écran, du regard et des instruments rendent plus difficile la modélisation mentale de la profondeur, et par conséquent la localisation des instruments et des cibles. Cela perturbe la coordination main-oeil et rend les gestes chirurgicaux plus lents et moins précis.

- Enfin, puisque le chirurgien a besoin de ses deux mains pour tenir des instruments, la manipulation de la caméra est généralement confiée à un assistant. Le chirurgien n'a par conséquent plus le contrôle direct de sa vision, et une nouvelle source d'interférences apparaît entre le patient et lui, ce qui pose une autre série de problèmes.

Toutes ces raisons compliquent donc singulièrement la tâche du chirurgien et contre-balancent les effets bénéfiques pour le patient de la chirurgie mini-invasive.

La solution à ces problèmes, passe certainement par l'optimisation des outils de la laparoscopie actuels et la conception de nouveaux dispositifs :

• instruments articulés pour restaurer une part de la mobilité intra-abdominale,

• robots à retour d'effort pour restaurer la perception haptique,

• dispositifs de vision stéréoscopique pour recréer la troisième dimension,

• ou encore des porte-endoscopes pour libérer l'assistant de cette tâche et rendre le contrôle de l'image au chirurgien. C'est de cette dernière famille de dispositifs dont fait partie le robot EVOLAP.

Le système EVOLAP est un robot porte-endoscope dédié à la chirurgie laparoscopie.

Il s'agit d'un système actif permettant au chirurgien de manipuler une caméra endoscopique (ou un autre instrument) grâce à une interface de commande, comme un joystick qui peut être fixé sur un des instruments qu'il tient en main.