La chirurgia di precisione in urologia tra realtà aumentata e intelligenza artificiale

Dottor Manfredi, la chirurgia di precisione nell’ambito della chirurgia urologica: di cosa si tratta?
La chirurgia urologica è considerata attualmente una “chirurgia di precisione”, caratterizzata dalla possibilità di offrire un trattamento chirurgico specifico e personalizzato a ogni paziente. Un concetto che diventa fondamentale nella chirurgia oncologica, dove l’asportazione della neoplasia deve garantire la minore compromissione possibile della qualità di vita del paziente: si parla dunque di oncologia funzionale. Nel caso dell’asportazione della prostata a causa di un tumore prostatico, ad esempio, l’obiettivo è mantenere la continenza urinaria e la potenza sessuale.
Uno degli ingredienti fondamentali in un intervento di alta precisione è costruire immagini tridimensionali a partire da quelle bidimensionali, ottenibili tramite le più comuni tecniche di imaging. Uno strumento che può essere utilizzato sia nella pianificazione dell’operazione, sia nel corso dell’intervento vero e proprio.

Come si svolge la fase di pianificazione dell’intervento?
Innanzi tutto, partendo dalle immagini radiologiche standard (TC o risonanza magnetica) è possibile ottenere delle ricostruzioni 3D dell’organo e della neoplasia e attraverso di esse pianificare meglio l’intervento.
Negli ultimi anni, l’aggiunta di una nuova figura professionale al team urologico, l’ingegnere biomedico, ha permesso di produrre dei modelli 3D ad alta definizione degli organi e delle neoplasie da cui sono affetti, così da rappresentarne fedelmente i dettagli anatomici.
Tali modelli si sono rivelati molto utili perché forniscono al chirurgo una visualizzazione spaziale immediata dell’organo e della malattia, difficilmente ottenibile con le sole immagini 2D. Inoltre, grazie a software dedicati, è possibile scomporre le diverse componenti del modello virtuale, analizzando al meglio le relazioni tra neoplasia e strutture circostanti.
Nella chirurgia del tumore prostatico, i modelli 3D permettono di visualizzare e conoscere precisamente la localizzazione del tumore e i suoi rapporti con la capsula prostatica e le strutture nervose con cui essa è a contatto, fondamentali per garantire al paziente la potenza sessuale.

Cosa significa operare con la realtà aumentata?
I modelli virtuali 3D, oltre a essere visualizzati per pianificare l’intervento, possono essere trasferiti all’interno del campo operatorio. Tale processo può essere effettuato esclusivamente in chirurgia robotica, grazie a specifici software in grado di sovrapporre le immagini intraoperatorie, fornite dalla telecamera robotica, con quelle virtuali. Tale tecnologia permette di ottenere una condizione di “realtà aumentata”, attraverso la quale il chirurgo può “vedere al di là” della visione fisiologica del campo operatorio, sovrapponendo agli organi reali gli organi virtuali.

Qual è il vantaggio, nella pratica?
Nell’ambito del tumore della prostata, la neoplasia non risulta identificabile a occhio nudo durante l’intervento, pertanto, la realtà aumentata guida il chirurgo nell’identificare la localizzazione della malattia in tempo reale, modulando l’ampiezza dell’asportazione chirurgica punto per punto, così da preservare il più possibile le strutture nervose responsabili dell’erezione che sono adese alla prostata e spesso in contatto con la neoplasia stessa.

Come può l’intelligenza artificiale, a cui faceva cenno prima, aiutare in tutto questo processo?
Allo scopo di rendere la sovrapposizione delle immagini completamente automatica, abbiamo introdotto un software dedicato basato sull’intelligenza artificiale. Adeguatamente “istruito” a partire da dati matematici ricavati da registrazioni di interventi chirurgici pregressi, è in grado di riconoscere le diverse strutture anatomiche in totale autonomia e quindi eseguire la sovrapposizione del modello 3D sull’anatomia del paziente in maniera del tutto indipendente dalla mano dell’uomo, con un alto livello di precisione.
Oggi, grazie alla collaborazione del reparto di Urologia del San Luigi di Orbassano - Dipartimento di Oncologia - Università di Torino con un team di Ingegneri del Politecnico di Torino, questa tecnologia è in fase di perfezionamento e un giorno potrà essere trasferita nella pratica clinica di routine.