Sistema di telerobotica aiuta i chirurghi a trattare a distanza gli ictus

Un nuovo sistema di telerobotica sviluppato dagli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) consente ai chirurghi di trattare a distanza i pazienti affetti da ictus o aneurisma. Il sistema utilizza una cloche che i chirurghi possono utilizzare in un ospedale per controllare un braccio robotico in un’altra ubicazione. Ciò consente loro di operare sui pazienti durante il periodo di tempo critico necessario per preservare la funzione cerebrale e salvare vite.

La ricerca è stata pubblicata su Science Robotics.

Il movimento del sistema robotico è controllato attraverso magneti e è stato progettato per assistere a distanza nelle procedure di intervento endovascolare. Queste procedure tradizionalmente richiedono ai chirurghi di guidare manualmente un filo sottile a un coagulo di sangue per rimuovere fisicamente l’ostruzione o somministrare farmaci.

Uno dei problemi di questo approccio è che i chirurghi neurovascolari sono solitamente basati in grandi istituzioni mediche, il che rende difficile per loro operare in aree remote quando necessario.

Abilitazione dell’operazione remota

Secondo il team del MIT, questo sistema robotico potrebbe essere installato in ospedali più piccoli e consentire ai chirurghi addestrati di guidarlo a distanza da grandi istituzioni mediche. Il sistema ha un braccio robotico di grado medico con un magnete attaccato al polso. La cloche e l’imaging in tempo reale consentono all’operatore di regolare l’orientamento del magnete e manipolare il braccio del robot per guidare un filo magnetico sottile attraverso le arterie e i vasi.

Nella fase di testing, che coinvolge un modello trasparente con vasi che replicano le arterie del cervello, i neurochirurghi hanno potuto controllare a distanza il braccio del robot per guidare il filo verso le posizioni bersaglio. Ci sono volute solo un’ora di addestramento per raggiungere questo obiettivo.

Xuanhe Zhao è un professore di ingegneria meccanica e di ingegneria civile e ambientale al MIT.

“Immaginiamo, invece di trasportare un paziente da un’area rurale a una grande città, potrebbero recarsi in un ospedale locale dove le infermiere potrebbero configurare questo sistema. Un neurochirurgo in un grande centro medico potrebbe guardare l’imaging in tempo reale del paziente e utilizzare il robot per operare in quell’ora d’oro. È il nostro sogno per il futuro”, afferma Zhao.

I sistemi robotici stanno diventando sempre più oggetto di ricerca come tecnologie assistive nella chirurgia endovascolare.

Yoonho Kim è l’autore principale della ricerca.

“Ma avere un robot che si torca con lo stesso livello di sofisticazione [di un chirurgo] è una sfida”, afferma Kim. “Il nostro sistema si basa su un meccanismo fondamentalmente diverso”.

Testing del sistema

Il sistema robotico è stato testato nel Catheter Lab dell’MGH, che è una sala operatoria utilizzata nelle procedure endovascolari. Il sistema è stato installato insieme a un modello di silicone a grandezza naturale dei vasi sanguigni. La cloche è stata impostata con un monitor che visualizza un video in tempo reale del modello, che l’operatore poteva guardare mentre utilizzava la cloche per guidare a distanza il filo.

Il team ha utilizzato il sistema per rimuovere anche coaguli simulati in aree difficili da raggiungere. Dopo aver guidato il filo verso il coagulo, i chirurghi hanno poi utilizzato metodi endovascolari standard per far scorrere un microcatetere lungo il filo verso il sito del coagulo. Il filo è stato quindi ritirato.

“Lo scopo principale del filo magnetico guidato è raggiungere la posizione bersaglio in modo rapido e sicuro, in modo che dispositivi standard come i microcateteri possano essere utilizzati per somministrare terapie”, afferma Kim. “Il nostro sistema è come un esploratore”.

Kim spera che questo nuovo sistema aiuti i pazienti a ricevere il trattamento durante quei periodi di tempo critici. Ritiene anche che possa beneficiare i chirurghi che eseguono altre procedure vascolari mentre sono esposti a radiazioni da imaging a raggi X.

“I neurochirurghi possono operare il robot in un’altra stanza o addirittura in un’altra città senza essere esposti ripetutamente ai raggi X”, afferma Zhao. “Siamo veramente entusiasti del potenziale impatto di questa tecnologia sulla salute globale, considerando che l’ictus è una delle principali cause di morte e disabilità a lungo termine”.

Altri coautori della ricerca includono Emily Genevriere e Jaehun Choe del MIT, nonché Pablo Harker, Robert Regenhardt, Justin Vranic, Adam Dmytriw e Amal Patel del Massachusetts General Hospital (MGH). Marcin Balicki della Philips Research North America ha anche partecipato.