Un assistente per pianificare ed effettuare delicati interventi al cervello. Da oggi c’è. Si tratta di Robocast, un sistema robotico per l’assistenza al chirurgo in grado di calcolare in pochi secondi i possibili percorsi da seguire con gli strumenti chirurgici per evitare i rischi operatori. Il robot è in grado di calcolare le migliori traiettorie di intervento che vengono sottoposte al chirurgo per la decisione finale sul trattamento.

A tre anni dall’avvio ufficiale del progetto, cofinanziato dalla Commissione Europea Direttorato Generale “Information Society & Media”, settore “Interaction and Interfaces” con 3 milioni 450 mila euro, il bilancio è positivo. A Verona oggi è stata presentata per la prima volta la simulazione di un intervento assistito con la nuova tecnica.

I protagonisti. Il progetto, il cui coordinamento è stato condotto da Giancarlo Ferrigno ordinario di Bioingegneria elettronica e dalla ricercatrice veronese Elena De Momi del dipartimento di Bioingegneria del Politecnico di Milano, laboratorio di Neuroingegneria e Robotica medica, si avvale della collaborazione di strutture universitarie e industriali internazionali.

A Verona il progetto è stato condotto da Roberto Foroni fisico medico dell’Azienda Ospedaliera Universitaria Integrata e dal neuroradiologo Kenneth Ricciardi in collaborazione con Massimo Gerosa direttore della clinica Neurochirurgica e Sergio Turazzi, direttore del Dipartimento di Neurochirurgia ospedaliera.

Per l’Italia, oltre al Politecnico, hanno partecipato il dipartimento di Scienze neurologiche, neuropsicologiche, morfologiche e motorie dell’ateneo scaligero diretto da Antonio Fiaschi, l’università di Siena e l’azienda Cf consulting. A livello internazionale hanno contribuito al progetto l’Imperial College di Londra, la Hebrew university di Gerusalemme, Technion di Haifa, il dipartimento di Scienza dell’informazione dell’Università di Monaco e l’Istituto di tecnologia di Karlsruhe e due aziende, Prosurgics in Inghilterra e Mazor in Israele.

Quali patologie. Con questo tipo di strumento possono essere diagnosticate e curate varie patologie. Si va dalle più gravi e di maggior impatto sociale come i tumori cerebrali, la malattia di Parkinson, l’epilessia, l’idrocefalia, la distonia, il tremore essenziale, la sindrome di Tourette, a sindromi funzionali come la depressione clinica, il dolore fantasma, la cefalea a grappolo.

Che cos’è e come funziona. Robocast movimenta una sonda, pilotata dal chirurgo, che fa percepire alla mano la forza di penetrazione della sonda stessa. Il feedback è essenziale per stimare quali strutture si stiano attraversando. Il software di pianificazione intelligente definisce la traiettoria più vantaggiosa per raggiungere l’obiettivo chirurgico. In questo senso, è considerato ottimale il percorso più breve in termini di lunghezza e di tragitto, che non attraversi vasi o aree cerebrali critiche per la vita del paziente, in modo da evitare lesioni. Il team di lavoro ha ideato e realizzato un complesso sistema di controllo in grado di gestire errori inferiori al millimetro. Robocast fa uso anche di una sonda , sviluppata nel progetto, che si muove su traiettorie curvilinee in grado di evitare ostacoli nel raggiungimento dell’obiettivo.

L’applicabilità del progetto. Scopo del progetto è quello di ideare, sviluppare e realizzare un sistema robotico per assistere il chirurgo negli interventi di neurochirurgia poco invasiva di tipo keyhole, cioè interventi di chirurgia cerebrale eseguiti attraverso un foro di ridotte dimensioni (circa 1.5 cm di diametro) praticato nel cranio. Questa tecnica si applica in diversi casi, dalla biopsia all’endoscopia fino agli interventi di neurochirurgia funzionale con l’inserimento di sonde e cateteri nel cervello per effettuare diagnosi e/o terapie che comprendono il campionamento di sangue o tessuti, l’ablazione criogenica ed elettrolitica, la brachiterapia, la stimolazione cerebrale profonda e una serie di altre procedure chirurgiche.