Un trapano automatizzato per migliorare la chirurgia cranica

Negli ultimi anni sono stati molti gli sviluppi nel campo della robotica medica e le novità non sembrano mancare. Il grande interesse nella ricerca in questo settore nasce dalla volontà di fornire un valido e sicuro aiuto per i chirurghi, cercando anche di prevenire l’errore umano. Parlando in questo caso di neurochirurgia, i ricercatori della University of Utah Health hanno realizzato un trapano robotico, autonomo, per interventi sulla scatola cranica, che richiedono estrema precisione.

Non è la prima volta che ci occupiamo di robotica medica. In precedenza, infatti, avevamo visto STAR (Smart Tissue Autonomous Robot), un robot in grado di eseguire suture di precisione, in modo autonomo, con risultati straordinari.

Un trapano veloce e preciso

Quelli che coinvolgono il cranio, e quindi il cervello, sono interventi estremamente delicati in cui il minimo errore può causare gravi danni permanenti. Attualmente i chirurgi si ritrovano a dover eseguire aperture intricate, aventi una complessa geometria, con un trapano a mano, il che comporta procedure di alcune ore. “[Parlando di chirurgia cranica] Era come fare archeologia. Dovevamo asportare lentamente l’osso per evitare strutture sensibili.”, così si esprime a tal proposito William Couldwell, MD, Ph.D, neurochirurgo presso la University of Utah Health. Maggiore è il tempo necessario per l’operazione, maggiore è il tempo in cui la ferita rimane aperta, con i relativi rischi di infezione, e in cui il paziente deve restare anestetizzato; a ciò si aggiungono anche maggiori costi per l’intervento.

Cercando di risolvere queste problematiche, nonché di ridurre la componente dell’errore umano, i ricercatori hanno sviluppato da zero questo trapano robotico, sfruttando tecnologie già presenti nel mondo delle macchine, ma non ancora applicate in medicina. Anche il software è stato realizzato ad hoc in base alle esigenze del gruppo di neurochirurghi.

Il primo passo è quello di sottoporre il paziente a scansione TC (Tomografia Computerizzata), che consente elaborazioni tridimensionali, con la quale ottenere informazioni sulla struttura ossea e sulla posizione esatta di vene, arterie e nervi che devono essere accuratamente evitati. Attraverso i dati ricavati, il chirurgo può programmare il percorso di taglio del trapano, che agirà così in maniera autonoma. Il dispositivo si propone di essere non solo molto veloce e preciso, ma anche sicuro, dal momento che permette di effettuare un taglio rimanendo entro 1 mm dalle strutture sensibili.

Test e risultati

La precisione di questo strumento è stata verificata eseguendo un’apertura translabirintica su un cranio di cadavere. Questo è un intervento molto complesso che consiste in un taglio intorno all’orecchio, per raggiungere i nervi uditivi. L’accesso avviene attraverso l’osso temporale che è molto duro ed ha angoli particolari; inoltre, ci sono importanti strutture da evitare come i nervi facciali, il seno venoso e una grande vena che drena il sangue dal cervello. Un minimo errore potrebbe, ad esempio, comportare la perdita del movimento facciale. Per questo motivo, il nervo facciale viene costantemente monitorato e il trapano è dotato di un interruttore di spegnimento automatico di emergenza che si attiva in caso di irritazione del nervo.

Questo sistema si è rivelato 50 volte più veloce delle procedure standard, passando da una durata di due ore ad appena due minuti e mezzo.

Visti i risultati, il team prevede di poter utilizzare questa tecnologia anche per altri interventi chirurgici come, ad esempio, l’impianto della protesi d’anca e si è già mosso per poterlo commercializzare.

La ricerca è stata pubblicata sul Journal of Neurosurgery lo scorso maggio.