Intelligenza Artificiale e Robotica per la cura delle malattie oncologiche: al via il Progetto AIRCARE per migliorare le tecnologie utilizzate nel trattamento dei tumori della testa e del collo

I tumori del tratto aero digestivo superiore sono purtroppo ancora molto diffusi a livello mondiale, e si configurano tra le principali malattie con un tasso di incidenza e di mortalità in costante aumento. Il trattamento di queste malattie viene effettuato da chirurghi dell'orecchio-naso-gola, che operano con una conoscenza incompleta della geometria del tumore, in condizioni non ergonomiche e con una precisione limitata sul fragile tessuto canceroso.  

Per migliorare le prestazioni dei medici e l’approccio chirurgico nasce il Progetto Horizon Europe-IA AIRCARE (AI-augmented Robotics for CAncer point of caRE), finanziato dall’Unione Europea, coordinato dall'Istituto Italiano di Tecnologia, a cui partecipa la Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa con i gruppi di ricerca coordinati da Alessandro Biondi, docente di Ingegneria dell’Informazione dell’Istituto di Telecomunicazioni, Informatica e Fotonica, e Cesare Stefanini, docente di Bioingegneria dell’Istituto di Biorobotica. L’intento è quello di applicare l’Intelligenza Artificiale e la tecnologia robotica nel flusso di lavoro della pratica clinica sia nel processo di diagnosi, che nel trattamento chirurgico con il fine di ottimizzare la cura del paziente. 

Gli obiettivi principali di AIRCARE sono l'avanzamento e la validazione attraverso studi clinici di nuove tecnologie point-of-care, ovvero strumenti diagnostici progettati per eseguire test rapidi e affidabili ovunque si trovi il paziente senza passare dai tradizionali laboratori di analisi, per l'individuazione, la diagnosi e il trattamento dei tumori della testa e del collo. È possibile far progredire le tecnologie esistenti, validate in laboratorio, create per supportare i medici dal rilevamento e diagnosi delle malattie del tratto aero digestivo superiore fino al loro trattamento chirurgico, per arrivare ad adottare l’uso clinico regolare di queste tecnologie come prossimo standard di cura nei centri oncologici di otorinolaringoiatria, promuovendo una migliore gestione dei pazienti e migliori risultati clinici.

Per la diagnosi, AIRCARE consentirà di eseguire in tempo reale biopsie ottiche alimentate dall'intelligenza artificiale, aiutando a ottimizzare un approccio chirurgico specifico per il paziente. Per la chirurgia, AIRCARE fornirà un ambiente più controllato ed ergonomico. Nuovi strumenti robotici di stabilizzazione e controllo consentiranno di manipolare i tessuti e di rimuovere i tumori con livelli di precisione senza precedenti. Una nuova visualizzazione 3D intuitiva semplificherà la comprensione della complessa scena chirurgica. Oltre ad aumentare la sicurezza, la qualità e l'efficienza della procedura chirurgica, anche i chirurghi meno esperti potranno essere in grado di eseguire trattamenti complessi guidati dalle immagini. 

La Scuola Superiore Sant’Anna, unitamente ad altre Università, istituti di ricerca, industrie e tre ospedali metterà a disposizione del progetto le competenze acquisite nelle varie discipline per migliorare i promettenti prototipi di ricerca in due sistemi integrati avanzati: uno per la diagnosi e l'altro per la chirurgia. La Scuola fornirà inoltre contributi nel merito dell'Intelligenza Artificiale sicura, che costituisce un requisito fondamentale, non solo nella fase di sviluppo, ma durante tutto il ciclo di vita dei sistemi utilizzati, in special modo nei progetti che trovano applicazione in ambito sanitario. 

Il consorzio di ricerca

Il progetto AIRCARE riunisce le diverse conoscenze e competenze di 11 partner provenienti da 6 Paesi europei. Il progetto è coordinato dall'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) e comprende le forze collettive di ospedali, università, istituti di ricerca, aziende industriali, partner legali e organizzazioni di supporto alle imprese.