Cos’è la chirurgia robotica? Un viaggio tra ricerca medica e innovazione

La chirurgia robotica è in uso da circa 30 anni ed è un connubio tra elettronica, informatica e appunto robotica, che hanno portato a delle nuove tecnologie che non smettono mai di stupirci.

Questa materia è definita “rivoluzionaria” da molti chirurghi che la apprezzano per i suoi numerosi vantaggi, sia reali che potenziali. La sua origine deve molto alle debolezze delle tecnologie di chirurgia mininvasiva (MIS) che l’hanno preceduta.

Oggi, la cistifellea viene spesso rimossa da un chirurgo che si trova in un continente diverso rispetto al paziente operato, utilizzando la telechirurgia robotica. L’attivazione vocale dei bracci robotici e il feedback tattile offrono ai chirurghi il controllo per attuare una telechirurgia che fino a qualche anno fa sembrava impensabile.

La chirurgia mininvasiva è limitata dalla perdita delle sensazioni tattili e legate alla forza, che sono così cruciali nel determinare l’accuratezza delle operazioni chirurgiche. La destrezza del movimento è limitata ha solo quattro gradi di movimento a differenza dei polsi e della mano degli uomini, che ne hanno sette. Anche i tremori fisiologici della mano vengono attenuati nel campo operatorio dallo strumento laparoscopico rigido.

Qualche cenno storico della chirurgia robotica

Tutti questi fattori hanno guidato lo sviluppo dei robot chirurgici, a cominciare dal Puma 560 nel 1985, un robot che effettuava biopsie neurochirurgiche, e poco dopo, la resezione transuretrale della prostata.

Puma 560 nel 1985

Poiché la telechirurgia è diventata un’area di ricerca intensiva presso il Centro di ricerca Ames della National Air and Space Administration (NASA), la robotica chirurgica ha iniziato a progredire notevolmente.

I primi ad apparire furono i supporti e i posizionatori per telecamere, come il sistema endoscopico automatizzato per il posizionamento ottimale (AESOP), un supporto per telecamera a comando vocale, nel 1990.

Poi sono arrivati ​​i grandi robot medici “attivi”, come il sistema da Vinci (Intuitive Surgical Inc.), un avanzato sistema master-slave, con più bracci robotici o manipolatori controllati a distanza da un chirurgo da una console. Questi sistemi utilizzano bracci operatori miniaturizzati, a differenza dei bracci chirurgici da un centimetro del Puma 560, evitando la necessità di ritrarre i lati dell’incisione. Le caratteristiche Endo-Polso dei bracci operativi forniscono anche sette gradi di libertà. I sistemi più recenti utilizzano console aperte ergonomicamente superiori piuttosto che quella chiusa del da Vinci.

Sistema da Vinci della Intuitive Surgical Inc.

Le grandi dimensioni e il costo di questi sistemi sono proibitivi nella maggior parte dei casi per l’adozione di routine della chirurgia robotica.

I robot per chirurgia laparo-endoscopica a sito singolo (LESS) inseriscono la telecamera e più strumenti attraverso un’unica incisione, preferibilmente ombelicale, nel qual caso non c’è cicatrice. I sistemi più piccoli come il sistema SurgiBot-SPIDER (Single-Port Instrument Delivery Extended Research) consentono la chirurgia robotica a un costo significativamente inferiore, ma non hanno ancora ottenuto l’approvazione della FDA.

Miglioramenti continui sono la chiave del successo

I robot più recenti sono costruiti con materiali morbidi, flessibili e deformabili. L’uso di materiali morbidi biocompatibili, materiali superelastici e plastiche morbide stampate in 3D come gli elastomeri di silicio, consentono una maggiore sicurezza. Questi consentono cambiamenti nella forma e nelle proprietà meccaniche in risposta al tatto, migliorando così la loro maggiore sicurezza intrinseca. I robot più recenti consentono anche l’allungamento per regolare l’esatta posizione del robot e una maggiore flessibilità del collo dello strumento.

La modellazione delle proprietà dei tessuti offre un feedback tattile. Flessibilità e controllabilità della rigidità sono aspetti chiave dei nuovi sistemi chirurgici robotici emergenti. I nuovi robot flessibili rilevano la forza applicata dalla ricostruzione della forma, con la rigidità della punta che avanza controllata dalla tensione. Ciò consente la regolazione attiva del carico utile da parte del medico e un feedback completo.

Stanno inoltre emergendo due nuovi tipi di robot medicali, si tratta di endoscopi miniaturizzati che possono essere utilizzati in molti test diagnostici, interventi chirurgici o per la somministrazione di farmaci. Possono essere manipolati tramite interazioni magnetiche, consentendo un design senza vincoli con enorme libertà di movimento e sono estremamente piccoli, causando meno danni ai tessuti e una rapida accessibilità.

La nuova frontiera della chirurgia robotica passa da microbot

Un’altra classe di robon sono i microbot, anche se lontani nel futuro, sono un potenziale progresso che non richiede alcuna incisione, ma potrebbe essere introdotto in circolazione e trasportato verso una destinazione specifica, come i microrobot della bionauts della quale abbiamo parlato non molto tempo fa.

I microrobot sono molto diversi dai precedenti sistemi master-slave, che non hanno una connessione fisica all’operatore, anche se sono ancora in via di sperimentazione e di ricerca. I microrobot potrebbero rivoluzionare la chirurgia del prossimo futuro.

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Silvia Felici

Red Hot Cyber Security Advisor, Open Source e Supply Chain Network. Attualmente presso FiberCop S.p.A. in qualità di Network Operations Specialist, coniuga la gestione operativa di infrastrutture di rete critiche con l'analisi strategica della sicurezza digitale e dei flussi informativi.

Aree di competenza: Network Operations, Open Source, Supply Chain Security, Innovazione Tecnologica, Sistemi Operativi.

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