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La realtà aumentata (AR) utilizzata nella chirurgia sostitutiva del ginocchio

Il chirurgo che ha effettuato l'intervento ritiene che la realtà aumentata consentirà procedure migliori, portando a recuperi rapidi e un migliore funzionamento delle protesi al ginocchio.

Categorie (Bio)Informatica · Chirurgia

Jonathan Vigdorchik, chirurgo dell’Ospedale di Chirurgia Speciale di New York City, il mese scorso ha utilizzato la realtà aumentata (AR) in un intervento di sostituzione del ginocchio. È la prima volta che l’AR viene utilizzata negli Stati Uniti per questo tipo di operazione che ha visto coinvolti due pazienti che soffrivano di grave artrite all’articolazione del ginocchio. Vigdorchik questa settimana ha esaminato entrambi i pazienti, che hanno 50 anni, e ha riferito che stavano bene. L’operazione ha visto protagonisti la piattaforma di realtà aumentata NextAR di Medacta International e un paio di occhiali AR sviluppati da Vuzix Corp.

Come funziona la realtà aumentata?

La realtà aumentata permette di arricchire la percezione sensoriale umana aggiungendo informazioni al mondo reale. A differenza della realtà virtuale (VR), che prevede un’esperienza immersiva in un mondo completamente diverso da quello reale, la realtà aumentata aggiunge elementi digitali alla scena reale. I filtri di Snapchat e la modalità AR di Pokèmon Go ne sono un esempio ormai noto a tutti.

Da anni le aziende lavorano con le prime versioni di questa tecnologia nel design, nella formazione e in molte altre aree. Anche gli operatori sanitari hanno iniziato a sfruttare l’uso della realtà virtuale in procedure che richiedono estrema precisione. Nella chirurgia del ginocchio, la tecnologia offre al chirurgo la possibilità di vedere e seguire i piani operativi proiettati sulla lente degli occhiali smart. Questo permette una rimozione più precisa di osso e cartilagine e il posizionamento più accurato di un impianto di ginocchio. “In molti momenti durante l’operazione mi fornisce informazioni, assicurandomi che i miei tagli siano accurati grado per grado, millimetro per millimetro”, ha detto il dottor Vigdorchik.

La realtà aumentata (AR) utilizzata nella chirurgia sostitutiva del ginocchio. Credits: NextAR/Medacta
Un’immagine di presentazione del sistema NextAR di Medacta. Credits: NextAR/Medacta

L’intervento di sostituzione del ginocchio

Il dottor Vigdorchik ha utilizzato la piattaforma di realtà aumentata NextAR di Medacta per i suoi recenti interventi chirurgici. NextAR ha ricevuto l’approvazione della Food and Drug Administration per la sostituzione totale del ginocchio nel luglio 2020. La piattaforma è stata utilizzata per la prima volta in Australia lo scorso settembre.

Nelle settimane precedenti all’intervento, Vigdorchik ha eseguito scansioni tomografiche computerizzate (TC) del ginocchio dei due pazienti. Il chirurgo ha poi caricato le immagini nella piattaforma cloud NextAR, che ha creato i modelli 3D delle ginocchia. I modelli servono per la pianificazione preoperatoria, per decidere quanto osso e cartilagine danneggiati rimuovere e determinare il posizionamento ottimale per un impianto in base alla particolare anatomia di ciascun paziente. Per visualizzare il ginocchio e i parametri di pianificazione chirurgica sovrapposti, Vigdorchik ha utilizzato un paio di occhiali per la realtà aumentata. Le lenti degli occhiali, prodotti da Vuzix Corp., includono un display digitale che guidano il chirurgo nell’intervento. Lo schermo di visualizzazione all’interno degli occhiali mostra il modello 3D della gamba con la grafica dei tagli previsti per eseguire correttamente l’operazione. Il display è interattivo: se un chirurgo esegue i tagli esattamente come pianificato, quando gli strumenti si muovono appare una linea verde.

La realtà aumentata (AR) utilizzata nella chirurgia sostitutiva del ginocchio. Credits: Hospital for Special Surgery
Il dottor Jonathan Vigdorchik. Credits: Hospital for Special Surgery

Un punto fondamentale per una sostituzione di ginocchio di successo è garantire la stabilità dei legamenti che mantengono il ginocchio nella posizione. Pertanto, il dottor Vigdorchik ha utilizzato due sensori di misura posti uno sopra l’articolazione del ginocchio e uno sotto di essa. Questi hanno trasmesso un segnale agli occhiali AR con una misura precisa della loro posizione 3D. I dati sono stati utilizzati per calcolare l’equilibrio dei legamenti mentre il dottor Vigdorchik muoveva le gambe dei pazienti durante l’intervento chirurgico.

La realtà aumentata potrà consentire procedure migliori

“Migliore è la sostituzione del ginocchio, maggiori sono le probabilità di successo a lungo termine di un’operazione”, ha detto il dottor Vigdorchik. Secondo l’Agenzia per la Ricerca e la Qualità della Sanità del Dipartimento della Salute e dei Servizi Umani, negli Stati Uniti ogni anno ci sono circa 800.000 interventi di chirurgia sostitutiva del ginocchio. Con queste cifre, “gli Stati Uniti rappresentano circa il 50% del mercato globale della sostituzione del ginocchio“, ha affermato Francesco Siccardi, amministratore delegato di Medacta International SA, la quale progetta, produce e fornisce prodotti ortopedici.

Secondo il dottor Vigdorchik la realtà aumentata consentirà procedure migliori, portando a recuperi rapidi e a un miglior funzionamento delle protesi al ginocchio. Tuong Huy Nguyen, analista senior presso la società di ricerca e consulenza Gartner, ha affermato che il mercato della tecnologia della realtà aumentata crescerà man mano che la tecnologia troverà nuovi usi. “L’AR è la prossima generazione di esperienze informatiche”, ha affermato. “È così che interagiremo con il mondo.”