Précision en chirurgie du genou : la robotique établit de nouvelles normes

L'évolution de la chirurgie du genou assistée par ordinateur vers la robotique de précision marque une avancée décisive dans le domaine de l'endoprothèse. Alors que la navigation assurait déjà un guidage axial plus fiable et des résultats reproductibles, la robotique moderne permet aujourd’hui un positionnement encore plus personnalisé et plus précis de l’implant en temps réel. Cette avancée technologique revêt une importance particulière, car en Allemagne, environ 20 millions de personnes sont touchées par l’arthrose du genou – une pathologie qui entraîne souvent de fortes douleurs et une mobilité réduite, et qui nécessite fréquemment une prothèse articulaire.

« La chirurgie du genou a beaucoup évolué ces dernières années, notamment grâce au passage d’une implantation purement manuelle à la chirurgie assistée par ordinateur, puis à la robotique moderne. Le robot n’est pas un système opérant de manière autonome, mais un outil de précision qui assiste le chirurgien. Il permet de mettre en œuvre de nouveaux concepts d’arthroplastie du genou avec une précision maximale : les implants sont alignés au degré et au millimètre près, de manière à s’adapter de façon optimale à l’anatomie individuelle du patient.

L’objectif est d’obtenir un meilleur résultat fonctionnel global et une plus grande satisfaction des patients. La robotique représente ainsi une évolution qui va au-delà tant de la technique manuelle que de la navigation assistée par ordinateur classique. Alors que la navigation contribuait déjà à améliorer l’orientation spatiale, la robotique permet une mise en œuvre encore plus précise des incisions prévues et du positionnement des implants.

Malgré ces progrès techniques, le contrôle reste entièrement entre les mains du chirurgien : le robot n’effectue pas l’opération de manière autonome, mais assiste la main du chirurgien. L’évolution future de ces systèmes reste incertaine. Dans certains pays, notamment en Asie, il existerait déjà des prototypes capables d’effectuer des étapes chirurgicales de manière autonome.

À l’avenir, la planification pourrait également être davantage influencée par l’intelligence artificielle, par exemple en formulant des suggestions ou en guidant le chirurgien tout au long du processus. Il est toutefois encore difficile de prévoir jusqu’où ira cette évolution et quel rôle l’humain jouera à long terme dans la salle d’opération », explique le Dr Stiebler au début de notre entretien. 

Les avantages cliniques découlent avant tout du fait que la robotique ne se contente pas de « couper avec plus de précision », mais qu’elle comprend également la biomécanique du genou pendant que le chirurgien opère. Les données en temps réel sur l’alignement, la tension ligamentaire et la stabilité transforment l’intervention, qui passe d’une simple reconstruction anatomique à une optimisation fonctionnelle de l’articulation – et c’est précisément ce que les patients ressentent par la suite dans leur vie quotidienne. 

« La navigation assistée par ordinateur a longtemps été une technique de pointe en arthroplastie du genou, mais elle n’a jamais été généralisée. La plupart des prothèses du genou sont encore aujourd’hui implantées manuellement, à l’aide d’instruments alignés sur l’os, sans qu’il soit possible de reproduire les réglages au degré ou au millimètre près. Il est ainsi possible d’obtenir de bons résultats, notamment selon les concepts classiques de l’arthroplastie du genou. Mais les concepts modernes exigent nettement plus de précision : ils tiennent compte des différents phénotypes anatomiques de l’articulation du genou et de leurs lignes articulaires individuelles.

Cette diversité anatomique est difficile à reproduire avec exactitude de manière manuelle. La navigation assistée par ordinateur a constitué une première étape pour améliorer l’alignement. La robotique va toutefois bien au-delà. Elle permet d’adapter les implants avec exactitude à l’anatomie individuelle du patient et de mettre en œuvre les concepts modernes avec une précision maximale. À l’aide du robot, le chirurgien recueille en temps réel et en peropératoire toutes les données pertinentes – axe de la jambe, tension ligamentaire, amplitude de mouvement – et en établit un modèle numérique de l’articulation du genou. Sur cette base, la taille et la position des implants peuvent être planifiées numériquement, puis mises en œuvre au millimètre près.

Il n’est pas nécessaire de recourir à des examens d’imagerie supplémentaires, tels que la tomodensitométrie ou l’IRM. Malgré ces possibilités techniques, le robot reste un système d’assistance. Il n’opère pas de manière autonome, mais aide le chirurgien à mettre en œuvre avec exactitude l’alignement prévu. Il est encore difficile de savoir jusqu’où ira le développement des systèmes autonomes. Dans certains pays, il existe déjà des prototypes capables d’effectuer des étapes chirurgicales de manière autonome. À l’avenir, l’intelligence artificielle pourrait également intervenir davantage dans la planification et formuler des propositions. On ignore toutefois encore comment ces technologies vont évoluer et quelle influence elles auront à long terme sur la pratique chirurgicale », explique le Dr Stiebler, qui poursuit : 

« Dans le cadre de l’arthroplastie du genou assistée par robot, la position prévue de l’implant peut d’abord être simulée numériquement. Le système montre en temps réel comment différents angles agissent sur l’axe de la jambe, la mobilité et la stabilité de l’articulation du genou. On obtient ainsi dans un premier temps un résultat numérique optimisé, que le chirurgien transpose ensuite dans la réalité opératoire. C’est précisément là que réside la différence décisive par rapport à l’ancienne navigation assistée par ordinateur. La navigation permettait d’élaborer des plans similaires, mais la réalisation des incisions se faisait entièrement à la main. Le chirurgien devait monter les blocs de résection avec une grande précision sur l’os – une procédure fastidieuse où même de légers écarts lors de la fixation ou du sciage pouvaient entraîner des pertes de précision. La navigation aidait certes à l’alignement, mais la précision dépendait fortement de l’habileté manuelle et de l’expérience du chirurgien.

La robotique comble cette lacune. Une fois la planification numérique établie, le chirurgien continue de manier la scie, mais le bras robotisé contrôle le plan exact dans lequel la coupe peut être effectuée. Les blocs de résection ne sont plus nécessaires, et le système empêche tout écart par rapport au tracé de coupe prévu. On obtient ainsi une précision reproductible, au millimètre près. Des études – notamment des études sur cadavres menées par le fabricant – montrent que la précision de résection du système est nettement supérieure à celle des techniques manuelles. De plus, des études et des registres de prothèses indiquent que les prothèses de genou posées par navigation ont une durée de vie plus longue et sont implantées avec plus de précision que celles posées manuellement. On peut en déduire que les systèmes assistés par robot renforcent encore cet avantage.

Photo Velys avec légende : Arthroplastie du genou assistée par robot avec le système VELYS™ pour une précision maximale et un positionnement personnalisé de l’implant. 

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La robotique améliore les résultats, en particulier lorsque l’anatomie est complexe – et elle met le chirurgien au défi de choisir, parmi de nombreux points de données précis, la configuration qui offrira au patient la meilleure fonctionnalité à long terme.

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Le robot aide non seulement le chirurgien à aligner les implants avec précision, mais il montre également, dès la phase de planification et en temps réel, comment différents angles influent sur la mobilité et la stabilité de l’articulation du genou. Cela permet ainsi d’obtenir d’abord numériquement le meilleur résultat possible. Ce n’est que lorsque cette planification est cohérente qu’elle est mise en œuvre chirurgicalement. C’est précisément là que réside la différence essentielle par rapport à l’ancienne navigation assistée par ordinateur. 

À ce sujet, le Dr Stiebler précise : « La navigation permettait d’élaborer des plans similaires, mais la réalisation des incisions se faisait entièrement à la main. Le chirurgien devait positionner avec exactitude les blocs de résection sur l’os – un processus fastidieux où même de légers écarts lors de la fixation ou du sciage pouvaient entraîner des pertes de précision. Certains chirurgiens trouvaient cette technique exigeante, car elle nécessitait une manipulation très précise, presque « à la manière d’un jeu vidéo ». Malgré le contrôle des incisions, une certaine marge de tolérance subsistait.

Avec le robot, ce facteur d’incertitude disparaît. Le chirurgien continue certes à manier la scie, mais le bras robotisé contrôle le plan exact dans lequel la coupe peut être effectuée. Les écarts par rapport au tracé de coupe prévu sont ainsi pratiquement exclus. Cette précision est reproductible et a été démontrée dans des études sur cadavres, qui montrent une précision nettement supérieure à celle de la technique manuelle. Même si l’on manque de données comparatives directes entre la navigation et la robotique, il est établi que les prothèses du genou posées par navigation sont implantées avec plus de précision et durent plus longtemps que celles posées manuellement – un avantage que la robotique devrait encore renforcer », et il décrit le déroulement de la procédure pour le patient :

« Une fois le diagnostic posé et la nécessité d’un implant établie, le patient se voit généralement attribuer un rendez-vous chirurgical dans un délai d’environ six semaines. Les examens préparatoires ont lieu environ une semaine avant l’intervention : entretien avec l’anesthésiste, présentation des aides techniques et organisation de la rééducation. Le jour de l’opération, le patient est admis à l’hôpital et opéré. L’intervention proprement dite dure – même si l’équipe en est encore à la phase d’adaptation au robot – environ une heure à une heure et demie.

La mobilisation commence dès le jour de l’opération : le premier lever et les premiers pas sont prévus, si possible, le jour même. Au plus tard le cinquième jour après l’intervention, le patient sort de l’hôpital et entame sa rééducation à domicile. Le premier contrôle clinique a lieu au bout de trois mois, puis d’autres rendez-vous sont prévus au bout d’un an, puis au bout de cinq ans. L’organisation de la rééducation est prise en charge par le service social de la clinique. 

La robotique modifie nettement plus la courbe d’apprentissage opératoire et la prise de décision de l’équipe chirurgicale que l’implantation classique. Alors que dans le cadre d’une implantation conventionnelle, l’expérience du chirurgien et les repères anatomiques déterminent de manière décisive l’orientation de l’implant, la robotique fournit des données supplémentaires en temps réel concernant l’axe de la jambe, la stabilité articulaire et la tension ligamentaire.

L’équipe chirurgicale doit interpréter immédiatement ces relations biomécaniques et en tenir compte dans sa décision opératoire. L’intervention devient ainsi plus exigeante, mais aussi plus précise et plus reproductible. 

« L’initiation à la chirurgie robotisée du genou suit une courbe d’apprentissage claire. Avant même que l’équipe ne commence à opérer un patient, des formations théoriques et pratiques dispensées par le fabricant sont organisées. Celles-ci comprennent des sessions sur le fonctionnement, la logique du système et les mécanismes de sécurité.

Vient ensuite un stage pratique au cours duquel les chirurgiens opèrent sur des prothèses de genou. Ce n’est qu’après cette phase de formation intensive que les chirurgiens reçoivent un certificat les habilitant à utiliser le système. À l’hôpital, les connaissances acquises sont approfondies. Les premières interventions sont toujours réalisées en présence d’un accompagnateur expérimenté de la société, qui assiste aussi bien l’équipe chirurgicale que les chirurgiens.

En effet, il ne suffit pas que le chirurgien maîtrise parfaitement le système : l’ensemble du personnel opératoire doit également être familiarisé avec son installation, son utilisation et les procédures associées. Des formations spécifiques sont prévues à cet effet, au cours desquelles toutes les personnes concernées sont formées étape par étape », explique le Dr Stiebler. 

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Les opérations robotisées du genou permettent un positionnement extrêmement précis de la prothèse, au degré et au millimètre près. Cela améliore la mécanique articulaire, évite les sollicitations incorrectes et garantit une sensation de mouvement plus naturelle grâce à une tension ligamentaire plus harmonieuse. Les patients en tirent rapidement profit : des études montrent une diminution de la douleur, une mobilisation plus rapide et de meilleurs résultats fonctionnels précoces. Parmi ceux-ci figurent : 

• KOOS – Knee Injury and Osteoarthritis Outcome Score : évalue la douleur, les activités quotidiennes, la capacité à pratiquer un sport et la qualité de vie.
• WOMAC – Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index : mesure la douleur, la raideur et la fonction au quotidien. 

Les premières données issues des registres indiquent que les prothèses de genou implantées par robot – en particulier dans les cas complexes – sont plus stables et nécessitent moins souvent de révision. La robotique allie ainsi une précision reproductible à une adaptation individuelle à l’anatomie de chaque patient – un avantage pour la récupération précoce et la durabilité à long terme de la prothèse.

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Un centre d’arthroplastie n’intègre pas simplement la robotique moderne comme un équipement supplémentaire, mais comme un processus continu qui transforme la planification, le déroulement de l’intervention chirurgicale, la communication au sein de l’équipe et l’assurance qualité. L’étape décisive consiste à établir la robotique non pas comme un « complément technique », mais comme une nouvelle norme clinique impliquant tous les acteurs, de l’équipe chirurgicale jusqu’au suivi postopératoire. 

« À l’avenir, la robotique jouera un rôle non seulement dans les soins primaires, mais aussi dans la chirurgie de révision. Même si l’équipe ne travaille avec ce système que depuis peu et qu’aucune révision n’a encore été réalisée, il est prévisible que le robot y trouvera une place de choix. On constate d’ores et déjà qu’il offre des avantages évidents dans les situations initiales complexes. Un cas récent l’illustre bien : le patient présente une lésion à la face interne de la tête du tibia, qui ne pourrait peut-être pas être traitée de manière satisfaisante avec une prothèse standard. Dans de telles situations, il faut décider en peropératoire si la lésion peut être compensée par un alignement légèrement différent, choisi délibérément, du composant tibial, ou s’il faut réséquer un gradin et insérer une augmentation métallique afin d’assurer un soutien stable au composant.

Un tel ajustement fin est certes possible manuellement, mais nettement plus difficile. Certains angles – par exemple un écart prévu pouvant aller jusqu’à cinq degrés – sont pratiquement impossibles à régler avec précision sans assistance technique, car l’orientation dans l’espace est limitée. Le robot, en revanche, permet une mise en œuvre au degré près et guide la scie exactement dans le plan souhaité. La précision s’en trouve ainsi considérablement accrue », souligne le Dr Stiebler, qui poursuit : 

« En principe, il n’y a pratiquement aucune situation dans laquelle on renoncerait délibérément à la robotique. Si le système venait à ne pas être disponible, l’intervention pourrait bien sûr être réalisée manuellement. Mais en temps normal, presque tous les patients bénéficient de la plus grande précision de la procédure assistée par robot. Les implants sur mesure, fabriqués spécialement pour chaque patient, constituent une exception. Ceux-ci continuent d’être implantés manuellement, car ils utilisent des blocs de résection personnalisés et ne sont pas compatibles avec le robot ». 

À Schwalmstadt, environ 200 à 300 prothèses de genou sont implantées chaque année. Le robot VELYS™ n’est utilisé que depuis le 14 avril et est donc encore tout nouveau dans la pratique clinique quotidienne. Pour l’équipe, il s’agit bien sûr d’une phase passionnante, même si le changement n’est pas aussi radical que pour les cliniques qui pratiquaient auparavant exclusivement des interventions manuelles.

Photo « Opération Velys » avec légende : Opération avec le robot Velys

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Les systèmes tels que VELYS™ fonctionnent dans un « couloir de sécurité » virtuel : la scie ne peut couper que dans le plan préalablement défini numériquement. Les écarts sont pratiquement exclus. Il est ainsi possible de respecter l’axe de la jambe, la rotation et les hauteurs de coupe avec une précision de l’ordre du sous-millimètre et du sous-degré – une précision difficilement atteignable en chirurgie manuelle ou par navigation seule. VELYS™ n’est pas un robot autonome, mais un système d’assistance : le chirurgien garde le contrôle à tout moment. Pendant l’intervention, le système crée un modèle 3D spécifique au patient, mesure en continu l’alignement des axes et la tension ligamentaire, et simule différentes positions d’implants avant même que la coupe ne soit effectuée. Cela permet de sélectionner la variante la plus optimale sur le plan biomécanique. Autre avantage : VELYS™ ne nécessite aucune planification préalable par tomodensitométrie ou IRM. Le modèle est créé directement en salle d’opération, sans exposition supplémentaire aux rayonnements et sans préparation fastidieuse.

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À ce sujet, le Dr Stiebler déclare en conclusion de notre entretien : « Grâce à notre longue expérience de la navigation assistée par ordinateur, beaucoup de choses nous étaient déjà familières : la manière de penser, les étapes de planification, l’alignement numérique. Ce qui est surtout nouveau, c’est le travail avec le bras robotisé et les procédures associées, qui exigent une certaine adaptation et une volonté d’apprendre. Pour les équipes sans expérience en navigation, ce bond technologique serait nettement plus important, car toute la logique opératoire s’en trouve modifiée. À l’avenir, l’intelligence artificielle jouera également un rôle. Elle pourrait faciliter la planification peropératoire, harmoniser les décisions et faire des suggestions au chirurgien, sans pour autant le décharger de sa responsabilité.

À long terme, la question se pose de savoir jusqu’où ira cette évolution. Il existe déjà aujourd’hui des systèmes tels que le robot Da Vinci, grâce auxquels les opérations peuvent théoriquement être pilotées à grande distance – par exemple, un patient en Allemagne et un chirurgien à New York. Techniquement, c’est déjà possible, même si la stabilité des connexions et les aspects liés à la sécurité jouent un rôle majeur. Cela ne concerne pas encore les robots actuels destinés au genou, mais les progrès sont fulgurants. Il est difficile aujourd’hui d’estimer quelles possibilités deviendront réalité dans dix ans. » 

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• Médecin-chef du service d’orthopédie et de chirurgie traumatologique, directeur du centre d’endoprothèse et spécialiste à la clinique Asklepios de Schwalmstadt.
• Artroplastie du genou assistée par robot avec le système VELYS™ pour une précision maximale et un positionnement personnalisé de l’implant.
• Chirurgie mini-invasive de la hanche selon la technique AMIS pour une rééducation rapide et préservant les muscles.
• Large gamme de prothèses : prothèses partielles et totales, systèmes à guidage axial, implants sur mesure.
• Grande expertise en prothèses d’épaule, y compris les systèmes inversés et à tige courte.
• Chirurgien expérimenté en chirurgie de révision pour les opérations complexes de remplacement.
• Qualité certifiée avec des centaines d’implantations par an et des normes rigoureusement contrôlées.
• Formateur engagé dans le milieu universitaire