Robotica applicata alla chirurgia spinale per il posizionamento degli impianti vertebrali: uno studio ne valuta tempistiche e grado di accuratezza

Se il posizionamento degli impianti vertebrali a mano libera è stato associato, in passato, a tassi di imprecisione elevati, con complicanze di tipo neurologico e vascolare, qual è, oggi, il grado di precisione dei più recenti sistemi robotici per la chirurgia spinale?

TAKEAWAY

  • L’utilizzo della navigazione computerizzata e della robotica per la chirurgia spinale è in ascesa negli ospedali di tutto il mondo. L’obiettivo è migliorare il grado di precisione e di accuratezza nella pratica chirurgica e, più in particolare, nel posizionamento della strumentazione spinale, tra cui le viti peduncolari.
  • Storicamente, il posizionamento delle viti peduncolari a mano libera – senza guida di immagini – è stato associato a tassi di imprecisione relativamente elevati, compresi tra il 15 e il 40%, con complicanze, anche gravi per il paziente.
  • A cercare di sondare il grado di precisione dei più recenti sistemi robotici con navigazione chirurgica integrata, è stato l’Hospital for Special Surgery di New York, con uno studio che ha visto la partecipazione di 65 pazienti affetti da patologia degenerativa lombare.

L’utilizzo della navigazione computerizzata e della robotica per la chirurgia spinale è in rapida espansione, con un impatto elevato sulla riduzione delle operazioni invasive e conseguenti benefici per il paziente.

Negli ospedali di tutto il mondo, a partire dagli ultimi due anni, un numero crescente di chirurghi della colonna vertebrale stanno adottando tali tecnologie, con l’obiettivo di migliorare il grado di precisione e di accuratezza nella pratica chirurgica e, più in particolare, nel posizionamento della strumentazione spinale, comprendente varie tipologie di dispositivi e di impianti – tra cui viti peduncolari, aste, connettori e placche – per il trattamento di fratture vertebrali, patologie degenerative di tipo artrosico, ernie del disco e la correzione di scoliosi, cifosi e spondilolistesi.

Per “navigazione computerizzata” si intende una procedura a supporto del chirurgo durante l’intervento, in grado di fornirgli dati precisi – visivi e numerici – sui movimenti delle sue mani.

L’esempio più frequente è quello della navigazione computerizzata nella chirurgia protesica dell’anca, che permette a chi opera di posizionare le componenti della protesi in modo preciso per mezzo di dati relativi – ad esempio – alla lunghezza degli arti e alla lunghezza che si otterrebbe con la protesi, nonché alla corretta posizione dell’anca lateralmente e del bacino.

È del 2020 la prima piattaforma di navigazione robotica (Excelsius GPS è il suo nome) che si avvale di tecnologie GPS (acronimo inglese di Global Positioning System) per gli interventi alla colonna vertebrale, assistendo ortopedici e neurochirurghi nel posizionamento, preciso e controllato, delle viti peduncolari per il fissaggio di segmenti vertebrali.

Il sistema funziona in questo modo: le immagini in 3D della TAC intraoperatoria vengono esaminate dal chirurgo, il quale fornisce al braccio robotico le coordinate atte a tracciare la traiettoria per l’esatto posizionamento della vite peduncolare.

Avvalendosi della tecnologia GPS, il braccio robotico “naviga”, si muove sul corpo del paziente, guidando in modo millimetrico la mano del chirurgo che va a inserire le viti.

Ad oggi, sono circa 130 le piattaforme di navigazione robotica di questo tipo presenti nel mondo, di cui soltanto diciassette fuori dagli Stati Uniti (in Italia, l’unico ospedale dove è presente è la Casa di Cura Rizzola, a San Donà di Piave, in provincia di Venezia).

Sempre nel 2020 si è concluso il progetto di ricerca ARONA – finanziato dal MIUR (Ministero dell’Istruzione, dell’Università e della Ricerca) e condotto in collaborazione con l’università Campus Biomedico di Roma, la Scuola Superiore S. Anna di Pisa, l’Istituto oncologico di Bari e l’Azienda USL Toscana nord ovest – che segna un’ulteriore evoluzione in tema di navigazione computerizzata e robotica per la chirurgia spinale, combinando robotica, navigazione GPS, realtà virtuale e realtà aumentata.

Robotica per la chirurgia spinale: lo studio dell’Hospital for Special Surgery di New York sul posizionamento delle viti peduncolari

Storicamente, il posizionamento delle viti peduncolari a mano libera – senza guida di immagini – è stato associato a tassi di imprecisione relativamente elevati (dal 15 fino al 40%), con complicanze, per il paziente, prevalentemente di tipo neurologico e vascolare. E, oggi, qual è il grado di precisione dei più recenti sistemi robotici con navigazione chirurgica integrata?

Si è posto la domanda Darren R. Lebl, chirurgo spinale presso l’Hospital for Special Surgery (HSS) di New York, il quale, pur convinto del fatto che la robotica per la chirurgia spinale abbia raggiunto un punto di svolta in termini di chirurgia minimamente invasiva, di degenza ospedaliera più breve, mobilità più rapida e tempi di guarigione ridotti, crede che i principali ostacoli all’implementazione delle nuove tecnologie includano un tempo aggiuntivo in sala operatoria e preoccupazioni relative al posizionamento accurato delle viti.

Dunque, con i suoi colleghi Lebl ha avviato uno studio – pubblicato su The Journal of Spine Surgery a giugno del 2021 e presentato recentemente alla riunione annuale 2021 dell’American Academy of Orthopaedic Surgeons (AAOS) – per valutare l’accuratezza della navigazione computerizzata e della robotica per la chirurgia spinale nel posizionamento delle viti peduncolari, determinando anche il tempo extra necessario in sala operatoria, dovuto alla curva di apprendimento dell’équipe chirurgica durante l’implementazione del nuovo sistema.

Nel dettaglio, la ricerca ha incluso 65 pazienti adulti (con età media di 59 anni) con patologia degenerativa lombare, i quali – a partire da giugno 2019 e fino a luglio 2020 – hanno subito una fusione spinale posteriore guidata da bracci robotici, per un totale di 364 impianti di viti peduncolari pianificati mediante sistema robotico.

In particolare, quello che il team di studio ha osservato e registrato è stato il tempo impiegato dal sistema in sala operatoria e i tempi di posizionamento delle viti.

Robotica per la chirurgia spinale: i risultati della ricerca

Un primo risultato emerso dallo studio in tema di robotica per la chirurgia spinale ha riguardato il tempo medio per il posizionamento di ogni vite peduncolare, che – spiega Darren R. Lebl – è stato di 3,6 minuti per mezzo del sistema robotico contro 3,7 minuti a mano libera, con una significativa diminuzione del tempo tra i primi dieci e gli ultimi dieci casi.

Molti chirurghi spinali della colonna vertebrale riconoscono il valore della tecnologia, ma la loro preoccupazione è per il tempo aggiuntivo necessario in sala operatoria all’implementazione del sistema e all’apprendimento da parte di tutto lo staff” osserva Lebl.

In realtà, però, tale tempo aggiuntivo, se è vero che si riscontra all’inizio (in questo caso, nei primi dieci casi osservati nello studio), va poi progressivamente diminuendo. Aggiunge il chirurgo spinale dell’HSS:

Quando abbiamo analizzato i risultati finali, abbiamo innanzitutto riscontrato l’assenza di complicazioni e la necessità di interventi di revisione. L’intero team chirurgico (guidato da un solo chirurgo spinale espero in chirurgia robotica) ha imparato, intervento dopo intervento, a utilizzare il robot, diventando via via più efficiente. Inoltre, l’accuratezza nel posizionamento delle viti – che abbiamo confermato attraverso uno studio di imaging 3D per ogni paziente durante l’intervento – è stata elevata, al pari, se non migliore, delle tecniche mini-invasive della chirurgia spinale convenzionale

Delle 364 viti peduncolari pianificate mediante sistema robotico, 311 (l’85,4%) sono state posizionate mediante braccio robotico. Delle restanti, 17 viti (il 4,7%) sono state convertite in filo di Kirschner (filo rigido e sottile usato in chirurgia ortopedica per immobilizzare frammenti ossei migrati dalla loro sede originale), 21 (il 5,8%) convertite a mano libera e 15 (il 4,1%) pianificate a mano libera.

Tra i motivi della conversione, la morfologia delle vertebre – che, in alcuni casi, ha causato pressione dei tessuti molli sulla guida di fresatura del braccio robotico – e peduncoli vertebrali ipoplasici, ossia poco sviluppati.

Il tempo complessivo per vite e il tempo medio per vite per ogni singolo caso sono diminuiti significativamente con l’esperienza del team – passando da 7,4 ± 2,4 minuti durante lo studio – e registrando una curva di apprendimento con tempo medio cumulativo di 9,1 ± 2,0 verso i 6,1 ± 2,5 minuti.

Il confronto con studi analoghi e i prossimi obiettivi della ricerca

È la curva di apprendimento il punto nodale di questa ricerca. Da lei dipendono le tempistiche complessive degli interventi e livello di precisione e di accuratezza.

Studi precedenti in materia di robotica per la chirurgia spinale hanno concluso che, in realtà, non esisteva quasi nessuna curva di apprendimento e nessuna differenza significativa tra l’accuratezza del posizionamento delle viti peduncolari e il tempo per vite tra i primi interventi e quelli conclusivi.

Ma questo dipende – fa notare Lebl – dalla presenza o meno di un chirurgo esperto alla guida dello staff, in grado di formare i suoi collaboratori sul campo, di aiutarli a familiarizzare con le apparecchiature (piattaforma di navigazione e braccio robotico) man mano che gli interventi procedono.

Il chirurgo ha poi confrontato la metodologia di intervento classica (manuale) con quella robotica in altri ambiti della chirurgia ortopedica, tra cui la chirurgia del ginocchio e dell’anca, i cui studi hanno confermato un miglioramento dei risultati grazie all’assistenza robotica.

In particolare, recenti studi sull’artroplastica totale dell’anca per mezzo dei sistemi robotici – riferisce Darren R. Lebl – hanno addirittura riportato una diminuzione del tempo per l’allestimento della strumentazione.

Un obiettivo per il futuro è estendere lo studio condotto dall’Hospital for Special Surgery di New York ad altri segmenti della chirurgia spinale, per verificare la validità dei dispositivi robotici in altri specifici ambiti di intervento. E, soprattutto, per analizzare la curva di apprendimento all’interno di team più ampi e diversificati, guidati da più chirurghi esperti, col fine di iniziare a fare il punto sulla formazione dei chirurghi della colonna vertebrale all’utilizzo dei robot in sala operatoria.

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Paola Cozzi
Giornalista dal solido background acquisito lavorando presso i più prestigiosi Editori italiani | Ventidue anni di esperienza nello sviluppo di prodotti editoriali b2b, cartacei e digitali | Vent'anni alla direzione di una testata b2b in tema di Sicurezza anticrimine di tipo fisico | Attualmente si dedica al Giornalismo Digitale ed esplora nuove tecniche e nuovi stili di comunicazione
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