ROBOTICA, INTELLIGENZA ARTIFICIALE E REALTÀ AUMENTATA PER IL FUTURO DELLA CHIRURGIA CARDIOVASCOLARE: PARTE IL PROGETTO ARTERY CON IL CONTRIBUTO DELL’ISTITUTO DI BIOROBOTICA DELLA SCUOLA SUPERIORE SANT’ANNA

Intelligenza artificiale e realtà aumentata al servizio di una nuova piattaforma robotica che mira a un trattamento non invasivo delle malattie cardiovascolari. È questo l’obiettivo di ARTERY (Autonomous Robotics for Transcatheter dEliveRy sYstems), progetto di ricerca finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito del programma HORIZON 2020 e coordinato dal Politecnico di Milano. Tra i partner figura anche l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna che si occuperà, grazie al team di ricerca guidato dalla prof.ssa Arianna Menciassi, della progettazione e dello sviluppo di componenti hardware, con l'obiettivo finale di costruire un layout modulare e versatile della piattaforma per guidare una nuova generazione di cateteri.

ARTERY risponde a un problema sempre più diffuso tra la popolazione europea, in particolare quella over 65. Si stima infatti che le malattie cardiache strutturali potranno riguardare in Europa oltre 20 milioni di persone over 65 (almeno 2,5 milioni di casi solo in Italia). Stenosi aortica, rigurgito mitralico e tricuspidale sono solo alcuni esempi di queste malattie che colpiscono soprattutto con l’avanzare dell’età. Il progetto punta a sviluppare una piattaforma robotica rivoluzionaria che sfrutti intelligenza artificiale e realtà aumentata per applicarle in ambito medico-sanitario. I nuovi sistemi di guida e monitoraggio, uniti a sistemi in grado di formare e supportare gli operatori, renderanno gli interventi più sicuri ed efficaci per il paziente, che non sarà più sottoposto all’uso dei raggi X. In questo modo il medico non imparerà più sul paziente ma sul simulatore senza rischi e con una sicurezza quasi totale.

Come si opera oggi

Le patologie cardiache richiedono un intervento chirurgico o con approccio tradizionale, cioè a cuore aperto, o percutaneo. In questo secondo caso, le strutture malate sono riparate o sostituite impiantando uno o più dispositivi nel cuore tramite un catetere, che raggiunge il cuore stesso avanzando nei vasi sanguigni dopo essere stato inserito da un piccolo accesso periferico. Per quanto gli interventi percutanei siano molto meno invasivi di quelli classici, sono tecnicamente complessi da imparare e da eseguire: richiedono l’uso della fluoroscopia (e quindi dei raggi-X) per vedere indirettamente l’avanzamento del catetere nei vasi e i suoi movimenti nel cuore. Le radiazioni sono motivo di rischio per il paziente e, soprattutto, per gli operatori presenti in sala.

Come si opererà con ARTERY

Sarà creata una piattaforma robotica che semplificherà le procedure percutanee e che eliminerà l’uso dei raggi-X intra-operatori. Il chirurgo potrà interfacciarsi con il sistema robotico attraverso la realtà aumentata, selezionare il punto target che il catetere deve raggiungere e visualizzare il modello del catetere e dell’albero vascolare del paziente. Il sistema sarà semi-autonomo e le decisioni, guidate dall’intelligenza artificiale, verranno sempre condivise e concordate con l’operatore umano. In pratica si realizzerà un sistema immersivo e intuitivo in cui la responsabilità e la supervisione saranno dell’operatore mentre la procedura cardiovascolare sarà eseguita da un robot, affiancato da sistemi di controllo e piloti automatici che possano eseguire compiti ripetitivi. Si sostituiranno così all’operatore che rimane responsabile dell’intervento.

I PARTNER DEL PROGETTO

Un obiettivo ambizioso, per il quale il Politecnico di Milano ha unito le proprie competenze con quelle di altri istituti: l’IRCCS Ospedale San Raffaele fornisce la guida clinica nello sviluppo, la Scuola Superiore Sant’Anna si occupa della sensorizzazione del sistema, l’Università Cattolica di Leuven si occupa dell’attuazione robotica dei cateteri. Si aggiungono poi tre aziende che contribuiranno alla traslabilità della ricerca: FBGS, esperta di sensori a fibre ottica, Artiness, esperta di realtà aumentata applicata al mondo medicale, e Swissvortex, esperta di tecnologie transcatetere.