Robotica, oltre a TAC 3D, intelligenza artificiale e realtà aumentata: così sta cambiando la chirurgia protesica in ortopedia. Ce lo spiega il chirurgo ortopedico Piergiuseppe Perazzini, il maggior esperto europeo nel campo.
La chirurgia robotica per protesi ortopediche entra in sala operatoria. Anzi sono anni che in Europa si interviene sul ginocchio e più recentemente sull’anca. E “nell’arco del prossimo decennio andrà a coprire progressivamente tutte le articolazioni del corpo umano“, prevede Piergiuseppe Perazzini, responsabile dell’Unità di ortopedia e traumatologia della Clinica San Francesco di Verona.
Lo può ben dire, data la sua esperienza. Da dieci anni opera con l’ausilio del robot. E oggi detiene la maggior esperienza nell’utilizzo del robot in tutta Europa e forma chirurghi provenienti da tutto il vecchio continente e non solo.
Nell’ambito della chirurgia robotica per protesi ortopediche, Perazzini ha svolto 4000 interventi in dieci anni tra ginocchio (protesi parziale e totale), e poi anca. E ha formato oltre un centinaio di chirurghi. E già delinea quello che sarà il domani di questa tecnica che trae dall’innovazione tecnologica un aiuto prezioso in termini di qualità e di precisione.
Dottor Perazzini, quale evoluzione ha conosciuto la chirurgia robotica per protesi ortopediche in questi dieci anni?
Direi una grande evoluzione da quel 27 gennaio 2011, giorno in cui ho svolto il primo intervento di chirurgia robotica per protesi ortopediche, o più precisamente di chirurgia ortopedica protesica con ausilio robotico in Europa. La mia scelta maturò dopo l’esperienza fatta negli Stati Uniti, in Florida, fatta di visite e di training in alcuni ospedali americani: da qui la decisione di importare la metodica in Europa. Negli anni precedenti erano stati fatti passi avanti per quanto riguarda i sistemi di navigazione, elementi essenziali su cui si basa la chirurgia robotica. È un modo per tracciare e mappare le articolazioni e ottenere indicazioni utili. L’evoluzione si è avuta, partendo da questa mappatura, nella possibilità di sviluppare un sistema in grado di memorizzare ciò che era stato pianificato e che poi fosse utile al chirurgo per intervenire in maniera corretta. Così nacque la chirurgia robot assistita, differente dai sistemi robotici attivi che permettono al chirurgo di staccarsi dal campo operatorio, lasciando spazio unicamente all’automa.
In chirurgia ortopedica si può operare a distanza mediante robot?
Nella chirurgia ortopedica non è possibile perché il limite di questa tecnologia è che il robot non ha percezione della qualità ossea e dei tessuti molli, non ha quindi la giusta sensibilità e l’intelligenza per operare in piena autonomia. La presenza del chirurgo è fondamentale in sede anche per comprendere come risponderà il tessuto del paziente all’intervento. Dunque, nella chirurgia robotica per protesi ortopediche, la tecnica si basa sulla presenza in sala operatoria non solo del chirurgo ma anche di un ingegnere biomedicale che si occupa di interfacciarsi con il sistema robotico e il medico, aiutandolo così ad affrontare e superare le eventuali difficoltà del sistema.
Come funziona questa tecnica e quali progressi si sono avuti dal 2011?
Oltre al braccio robot, il cuore del sistema è un software di pianificazione basato sulla TAC 3D mediante cui il chirurgo viene a conoscenza dettagliata dell’anatomia del paziente. Questo permette al medico di creare un piano chirurgico ad hoc. Al momento dell’intervento il medico che opererà avrà già a disposizione informazioni dettagliate. Potrà e dovrà combinare informazioni virtuali e reali, perfettamente sovrapponibili. Operare col robot consente di parametrare indicazioni precise e tali da evitare errori. Grazie alle informazioni raccolte e alla possibilità di elaborarle offerta dall’intelligenza artificiale, il chirurgo decide come intervenire e non ha che tracciare una sorta di percorso già pianificato. Dal 2012 si è evoluta sensibilmente la tecnica e tecnologia, tanto che si è arrivati a effettuare non solo protesi al ginocchio parziale e poi totale, ma anche d’anca. Così oggi è possibile operare la stragrande maggioranza dei casi, con pochissime eccezioni dovute a peculiarità morfologie ossee rilevanti.
Può spiegarci come si opera nell’ambito della chirurgia robotica per protesi ortopediche?
L’intervento con ausilio robotico è costituito da una prima fase, svolta nei giorni precedenti all’intervento, in cui viene creato un modello virtuale su cui si costruisce un progetto in planning 3D in cui si delinea già quanto si dovrà eseguire, evidenziando le particolarità ossee dell’arto. Il giorno dell’intervento si va a confermare o ritoccare quanto già messo in luce e pianificato. In sala operatoria, una telecamera a raggi infrarossi dialoga con dei sensori posizionati sull’arto del paziente, trasmettendo dati che poi sono utilizzati dal software, che li combina con quelli già ottenuti mediante TAC. Così si crea una perfetta interconnessione e sovrapposizione tra paziente e ricostruzione virtuale dell’articolazione all’interno del sistema robotico. Da qui si vanno poi ad acquisire l’allineamento dell’arto e tutte le informazioni utili legate alla dinamica dell’articolazione. A quel punto il chirurgo è in grado di modificare la posizione dell’impianto protesico, personalizzandola, bilanciando o correggendo le deformità e gli squilibri sempre a livello virtuale. Quando ha raggiunto la certezza numerica e grafica relative alle caratteristiche dell’articolazione, alle dinamiche di movimento corrette e di allineamento e bilanciamento legamentoso (tutto questo è impossibile in chirurgia tradizionale), il sistema incamera tutti questi dati e grazie al software di intelligenza artificiale permette una diagnosi predittiva: ovvero permette di capire cosa comporterà una determinata azione del chirurgo e quale sarà il risultato finale. A quel punto il medico può operare, utilizzando il braccio robotizzato del sistema Mako con un terminale sega o fresa a seconda delle parti ossee e delle necessità di alloggiamento della protesi. Il sistema garantisce una precisione assoluta, grazie a una gabbia virtuale entro la quale lavorano gli strumenti, impedendo così di fare errori di taglio o di direzione. Inoltre si può fare a meno di moltissimi strumenti di cui di solito deve disporre il chirurgo in sala. Al termine si esegue un controllo finale. Tutto questo si svolge in un tempo medio di circa un’ora a cui va aggiunto poi il tempo di entrata ed uscita dalla sala del paziente, più o meno lo stesso di un intervento classico. Non cambia quindi la durata, ma la precisione e i risultati sì.
Quali sono le differenze rispetto alla tecnica di ortopedia protesica tradizionale?
La prima differenza è che fino all’era pre-robotica si contava su sistemi di allineamento di tipo protesico che disponevano di particolari guide che permettevano di comprendere quali sarebbero stati gli angoli o le difformità da correggere e i tagli necessari per alloggiare la protesi. Molto era basato sulla sensibilità ed esperienza del chirurgo. Inoltre nell’intervento classico il chirurgo non ha certezza di come siano andate le cose fino alla radiografia postoperatoria. Nel caso della chirurgia robotica per protesi ortopediche, invece, si possono correggere in tempo reale i difetti di posizionamento che sono causa dei predetti fallimenti o esiti dolorosi. Addirittura con questa attività sarebbe pressoché inutile fare la lastra rx di controllo, comunque fatta per questioni medico-legali, perché la precisione è data dal controllo intrinseco del sistema. In questo caso la percentuale di successo – anche in termini di sopravvivenza decennale degli impianti – arriva al 97%. Oltre alla precisione dell’impianto c’è anche la minore invasività, oltre a minori perdite ematiche e complicazioni post operatorie, tempi di recupero più rapidi. Nella chirurgia ortopedica tradizionale per la protesica la quota di insuccesso o di conseguenze dolorose per il paziente è attorno al 20-30%.
Chirurgia robotica per protesi ortopediche: quanto è importante l’intelligenza artificiale?
L’Artificial Intelligence è una componente importante perché permette di elaborare i dati provenienti sia lato virtuale sia reale e fornisce capacità predittive preziose per stabilire i possibili cambiamenti in fase di intervento, alimentando poi il supporto robotico delle informazioni ottenute e che consentono di lavorare con un grado di perfezione elevatissimo. Molti chirurghi pensano che operare così sminuisca il loro ruolo. Ho avuto scambi di opinioni anche accesi con colleghi che non riconoscevano l’importanza del robot o che ritenevano di essere sminuiti dall’uso del robot. Il medico che opera è fondamentale e insostituibile: l’interpretazione dei dati è assolutamente un suo compito. Ma pensare di affidarsi esclusivamente alla mano dell’uomo, vuol dire implicare anche le variabili connaturate alla natura umana. L’ausilio robotico permette di ridurre notevolmente i potenziali errori individuali.
Quali prospettive si aprono nella chirurgia robotica in ambito ortopedico?
L’evoluzione è continua così come l’innovazione tecnologica. Ultimamente si è assistito a un upgrade del software che migliora la rapidità e la precisione oltre a una maggiore facilità nell’acquisizione dei dati. In più c’è l’evoluzione anche dei materiali protesici, che comportano maggiore durata e performance. Nel prossimo futuro, la chirurgia robotica per protesi ortopediche aprirà anche ad applicazioni per altri interventi di ortopedia protesica, comprendendo spalla, caviglia e addirittura anche per alcuni interventi sulla colonna vertebrale. Prevedo che nell’arco del prossimo decennio andrà a coprire progressivamente tutte le articolazioni del corpo umano.
Si potrà pensare nel futuro a impiegare la realtà aumentata per interventi di chirurgia robotica?
Sì, la stiamo già sperimentando oggi in sala operatoria. L’augmented reality è una tecnologia particolarmente interessante perché permette al chirurgo, indossando dei particolari occhiali, di concentrarsi su ciò che sta facendo, avendo a disposizione informazioni medico-diagnostiche direttamente proiettate sulle lenti. Inoltre consente di essere collegato worldwide tramite bluetooth, permettendo di mostrare a una platea quanto mai ampia di altri chirurghi ciò che sta facendo, fornendo un’occasione di formazione davvero preziosa di condivisione, insegnamento e scambio di informazioni in real time. A mio avviso apre a grandi prospettive.
