Il progetto nasce dalla collaborazione tra l’ospedale San Raffaele e il Politecnico di Milano e prevede l’uso di robot, realtà aumentata e intelligenza artificiale
 

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 questo tipo di malattie, che colpiscono soprattutto con l’avanzare dell’età e che presto potrebbero diventare un’emergenza sociale. Attualmente riguardano circa il 12,5% degli italiani.

 

Tra i progetti di ricerca che si occupano di malattie cardiache strutturali c’è anche ARTERY (Autonomous Robotics for Transcatheter dEliveRy sYstems), il progetto H2020 partito ufficialmente a gennaio scorso che comprende, oltre al Politecnico di Milano (capofila), anche l’IRCCS Ospedale San Raffaele. 

 

Il progetto di ricerca

Il focus del progetto, finanziato dalla Commissione Europea nell’ambito di Horizon 2020, è il trattamento non invasivo delle malattie delle valvole del cuore e l’obiettivo di ARTERY è creare una piattaforma robotica rivoluzionaria che sfrutti l’intelligenza artificiale e la realtà aumentata per sviluppare nuovi sistemi di guida e monitoraggio e sistemi capaci di formare e supportare gli operatori rendendo gli interventi al cuore più sicuri ed efficaci per il paziente eliminando l’uso dei raggi X.

Immaginiamo un parallelo tra il chirurgo e il pilota.  In campo aeronautico i simulatori si usano da moltissimo tempo per migliorare l’esperienza di volo, soprattutto in situazioni di criticità. Implementare soluzioni di realtà virtuale nell’ambito delle operazioni cardiovascolari, come nel caso di ARTERY, in cui l’operatore in training sembra in un intervento vero, con situazioni di stress annesse, significa migliorare radicalmente l’approccio degli interventi. 

Aggiungere a questo la realtà aumentata significa integrare anche le informazioni su sistemi indossabili. In questo modo il medico non imparerà più sul paziente, ma sul simulatore senza rischi e con una sicurezza quasi totale.

 

Come si operano oggi le malattie cardiache strutturali

Oggi queste patologie richiedono un intervento chirurgico: 
 

• con approccio tradizionale, cioè a cuore aperto;
• intervento percutaneo. 

 

L’intervento 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. 

 

L’intervento percutaneo è quindi molto meno invasivo di quello classico. Tuttavia, gli interventi percutanei:
 

• sono tecnicamente complessi da imparare e da eseguire;
• richiedono l’uso della fluoroscopia, una metodica che richiede l’utilizzo di 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

Nel progetto ARTERY sarà creata una piattaforma robotica che:

• semplificherà le procedure percutanee;
• 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;
• 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, che sarà affiancato da sistemi di controllo, piloti automatici che possano eseguire compiti ripetitivi sostituendosi all’operatore, che rimane responsabile dell’intervento. 

 

Le novità realizzate grazie al progetto

 “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;
• 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” afferma Emiliano Votta Professore associato Politecnico di Milano. 

 

“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” conclude Francesco Maisano, direttore dell’Heart Valve Center dell’IRCCS Ospedale San Raffaele.

 

(* )Secondo le proiezioni Eurostat