Habituellement, avec les appareils d’imagerie par résonance magnétique, on place les patients à l’intérieur et on leur demande de rester immobiles. Or, voilà qu’un chercheur québécois s’est mis en tête de mettre les malades à côté de la machine… et de les faire bouger dans toutes les directions.

Philippe Mercure Philippe Mercure
La Presse

Sylvain Martel, professeur de nanorobotique à Polytechnique Montréal, n’est pas tombé sur la tête. Il a plutôt mis au point une technique pour le moins astucieuse afin de résoudre l’un des plus grands défis des interventions chirurgicales non invasives : faire circuler les instruments chirurgicaux dans les vaisseaux sanguins du corps jusqu’aux zones les plus inaccessibles.

« C’est une approche assez simple, mais il fallait y penser », convient le chercheur en entrevue avec La Presse.

D’abord, le problème. Faire circuler des tubes souples comme des cathéters dans les vaisseaux sanguins tortueux du corps d’un patient est une opération très difficile. On aura beau pousser, le tube trop mou ne répond pas et finira par se plier et se coincer quelque part à cause de la friction avec le vaisseau. « Il faudrait non seulement une main pour le pousser, mais aussi une autre pour le tirer », illustre Sylvain Martel. Cela fait en sorte qu’il est impossible d’apporter des caméras ou des instruments chirurgicaux de cette façon dans les zones les plus inaccessibles du corps.

Magnétisme

Une façon de tirer sur ces tubes est d’utiliser le magnétisme. En plaçant de petits aimants au bout, on peut, en théorie du moins, les guider. 

Le problème est que si on veut faire naviguer les instruments dans des vaisseaux très étroits, l’aimant qu’on met au bout doit être très petit. Et plus l’aimant est petit, plus il faut une grande force d’attraction.

Sylvain Martel, professeur de nanorobotique à Polytechnique Montréal

Où trouver un champ magnétique assez puissant ? Le chercheur a tout de suite pensé aux appareils d’imagerie par résonance magnétique (IRM). Leurs aimants supraconducteurs émettent des champs magnétiques des milliers de fois supérieurs au champ magnétique de la Terre. Mais ces champs sont uniformes et impossibles à manipuler.

Le professeur Martel a alors pensé aux champs résiduels qui s’échappent de ces machines. « Les fabricants d’appareils IRM cherchent à minimiser ces champs. Nous avons décidé d’en tirer profit », explique le chercheur.

Ces champs diminuent rapidement à mesure qu’on s’éloigne de l’appareil, formant un gradient parfait pour ce type d’application. Mais il restait un problème de taille : pour guider un appareil chirurgical dans les méandres d’un vaisseau sanguin, il faut sans cesse modifier la direction du champ magnétique.

« Bouger le patient »

« On ne peut pas bouger les machines, car elles pèsent plusieurs tonnes. Alors on a eu l’idée de bouger le patient au lieu de bouger l’aimant. On est les premiers à proposer ça », souligne Sylvain Martel.

Arash Azizi, doctorant en génie biomédical sous la direction du professeur Martel, a ainsi conçu une table dirigée par un robot qui s’oriente de façon optimale par rapport au champ magnétique à chaque étape du trajet de l’instrument dans le vaisseau sanguin. Cette plateforme robotique a d’abord été testée avec des tubes reproduisant des vaisseaux sanguins humains, puis sur des cochons vivants. Les chercheurs ont pu accéder à des zones « très profondes » inaccessibles avec les techniques traditionnelles. Les travaux, qui ont nécessité quatre ans de recherche, ont été décrits dans la revue Science Robotics.

La technologie est mature, elle fonctionne.

Sylvain Martel

Des brevets ont été déposés pour en protéger la propriété intellectuelle, et un groupe a déjà montré de l’intérêt pour commercialiser la technologie. À terme, le chercheur imagine qu’on pourrait faire circuler autant des cathéters que des fibres optiques dans les vaisseaux sanguins des patients pour filmer des zones difficiles d’accès, débloquer des vaisseaux obstrués, réparer des anévrismes ou effectuer certaines interventions chirurgicales.

« Il y a beaucoup d’instruments qui pourraient être adaptés et d’interventions qui pourraient être faites à partir de ça, dit Sylvain Martel. C’est sûr qu’il faudrait miniaturiser certains instruments, mais on a montré qu’on est capables d’amener quelque chose de très souple et de très étroit dans des zones difficiles d’accès. »