Lavoro 19 Febbraio 2020

Chirurgia 4.0, al S. Orsola di Bologna la realtà aumentata è entrata in sala operatoria

Per la prima volta al mondo il chirurgo ha indossato un visore di nuova generazione che lo ha guidato e supportato durante un intervento di chirurgia maxillo-facciale

Chirurgia 4.0, al S. Orsola di Bologna la realtà aumentata è entrata in sala operatoria

L’operazione è stata condotta in una sala operatoria reale, ma il chirurgo, durante l’intervento, vedeva di fronte a sé anche elementi virtuali, in grado di guidarlo. Un altro passo avanti verso la chirurgia 4.0 è stato fatto al Policlinico S. Orsola di Bologna, grazie a un visore di realtà aumentata all’avanguardia, VOSTARS (acronimo di Video-Optical See-Through Augmented Reality System) che il medico, il chirurgo maxillo-facciale Giovanni Badiali, ha indossato durante l’intervento pilota.

Si trattava di resecare e riposizionare mascella e mandibola di un paziente per ripristinare le funzionalità del morso: il visore d’avanguardia – risultato di un progetto europeo coordinato dall’Università di Pisa e che vede l’Università di Bologna e il Policlinico di S. Orsola in prima linea come partner responsabili della sperimentazione clinica – non solo lo ha guidato, ma ha aggiunto alla realtà informazioni essenziali.

Ma come funziona il sistema? Grazie a una videocamera, il visore combina le immagini di fronte al chirurgo con le immagini radiologiche del paziente: entrambe devono restare coerenti e a fuoco. Quando la guida virtuale non è richiesta, come all’inizio o alla fine dell’intervento, il visore può diventare trasparente e il chirurgo “sfruttare” solo i propri occhi.

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Ad oggi, le potenzialità della realtà aumentata non erano state sfruttate appieno in sala operatoria: «Non era mai accaduto fino ad ora – ha spiegato Vincenzo Ferrari, ingegnere biomedico al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa e coordinatore del team europeo che ha progettato VOSTARS – che un visore fosse usato per guidare il vero e proprio atto chirurgico, a causa della difficoltà per il nostro occhio nel mettere a fuoco gli oggetti reali e virtuali contemporaneamente».

La messa a fuoco degli oggetti virtuali implica, infatti, che quelli reali siano visti sfocati, perché l’occhio li percepisce a due distanze diverse. Questo non può ovviamente accadere nel momento in cui il medico ha un bisturi in mano, e fino ad ora è stato quindi impossibile sfruttare l’informazione virtuale per guidare l’operazione. Eventuali informazioni aggiuntive su paziente e intervento devono quindi essere riportate su un monitor esterno, obbligando il medico a spostare lo sguardo e la concentrazione dal paziente al monitor, con un continuo passaggio che risulta faticoso e talvolta inefficace. Questo nuovo visore è stato sviluppato proprio per far fronte a questi problemi: rendere disponibili direttamente nel campo visivo del chirurgo, anche durante l’operazione, le informazioni specifiche relative al paziente e quelle più generali che riguardano gli organi coinvolti nell’intervento.

«Per farlo – ha evidenziato Ferrari – abbiamo dovuto risolvere problemi molto complessi, che riguardano principalmente la coordinazione occhio-mano e la coerenza tra l’immagine reale e quella virtuale temporalmente, spazialmente ed in termini di messa a fuoco. È ovvio che se il chirurgo deve seguire una linea di taglio virtuale questa deve apparire nel posto giusto ed al momento giusto dell’intervento, ma ottenerlo non è banale. Inoltre, la guida virtuale ed il paziente devono poter essere messi a fuoco contemporaneamente per permettere al chirurgo di seguirla col bisturi» ha concluso l’ingegnere.

«Grazie al visore VOSTARS – ha commentato il dottor Giovanni Badiali – prima dell’intervento abbiamo visualizzato nella realtà aumentata l’anatomia di scheletro facciale, mascellari e linee di taglio». Non solo: «durante l’operazione, il dispositivo ha consentito di visualizzare una linea tratteggiata in 3D direttamente sull’osso del paziente, mostrando il percorso da seguire con lo strumento chirurgico. Con l’aiuto del visore siamo riusciti ad eseguire il taglio della mascella con la precisione richiesta» ha aggiunto il chirurgo.

La sperimentazione al policlinico S. Orsola proseguirà nei prossimi mesi: una volta a regime «il sistema permetterà una riduzione dei tempi degli interventi e un aumento della precisione» ha confermato il dottor Badiali.

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