Artery, il futuro della chirurgia cardiovascolare

Le malattie cardiache strutturali riguarderanno 20 milioni di persone over 65 nell’Unione europea da qui al 2040, di cui 2,5 milioni in Italia. Stenosi aortica, rigurgito mitralico e tricuspidale sono alcuni esempi di queste malattie che colpiscono soprattutto con l’avanzare dell’età. Attualmente riguardano circa il 12,5% degli italiani ma presto potrebbero diventare un’emergenza sociale.

Tra i progetti di ricerca che si occupano di malattie cardiache strutturali c’è anche ARTERY (Autonomous Robotics for Transcatheter dEliveRy sYstems). Si tratta di un'iniziativa avviata ufficialmente a gennaio scorso da un finanziamento della Commissione Europea nell'ambito del programma Horizon 2020, finalizzato all'innovazione e al potenziamento della robotica. A capo dello studio il Politecnico di Milano, con la collaborazione della Fondazione Politecnico di Milano e dell’IRCCS Ospedale San Raffaele.

L’obiettivo di Artery, focalizzato sul trattamento non invasivo delle malattie delle valvole del cuore, è creare una piattaforma robotica rivoluzionaria che sfrutti l’intelligenza artificiale e la 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.

Il Professore associato del Politecnico di Milano Emiliano Votta ha sottolineato gli elementi di novità: “Il progetto Artery introdurrà due grandi innovazioni che avranno un importante impatto sulle operazioni cardiache: il telecontrollo dei robot attraverso l’intelligenza artificiale e la realtà aumentata, e quindi la possibilità di gestire operazioni complesse in modo intuitivo e potenzialmente da remoto, e l’uso di cateteri sensorizzati, che permetteranno più controllo e precisione nei movimenti del catetere dentro il corpo del paziente. Queste innovazioni renderanno gli interventi percutanei sul cuore più semplici da imparare e da eseguire, e più sicuri per pazienti e operatori."

Francesco Maisano, direttore dell’Heart Valve Center dell’IRCCS Ospedale San Raffaele, ha dichiarato: "La simulazione rappresenta un passo essenziale per l’applicazione delle nuove tecnologie nella pratica clinica. Grazie ai simulatori, all’intelligenza artificiale e alla realtà aumentata si lavorerà con più elevati standard di sicurezza e con risultati migliori. Anche sul lato della formazione grazie al simulatore restituiremo ai medici in formazione la possibilità di provare senza timore di sbagliare e senza pericolo per i pazienti".

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 di Pisa 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.