Gli interventi chirurgici sugli organi del paziente in 3D: premio a Ingegneria

Diecimila euro per avviare uno spin-off e dare una mano alla Medicina. Il responsabile scientifico De Paolis: "Operare con la 'Realtà aumentata' è come guidare un'automo col GPS, si sa con precisione dove ci si trova nel corpo del paziente

LECCE -  Diecimila euro di premio per avviare uno spin-off dell’Università del Salento, con il Dipartimento di Ingegneria dell’Innovazione che dà una mano alla Medicina. Denaro che giunge dal riconoscimento della Start Cup Puglia 2013 nel settore “Life Science”. Si chiama infatti “AVR Med”, ed è un’idea di Ingegneria nata dall’esperienza dell’Augmented and Virtual Reality Laboratory (AVR Lab) nello sviluppo di sistemi basati sulle tecnologie della “Realtà Virtuale” e della “Realtà Aumentata” in medicina e chirurgia.

“Negli ultimi dieci anni siamo stati coinvolti in progetti che, utilizzando tali tecnologie, hanno portato allo sviluppo di simulatori virtuali per il training chirurgico, di applicazioni per la pianificazione chirurgica preoperatoria e il supporto nella fase chirurgica intraoperatoria”, spiega il responsabile scientifico, Lucio Tommaso De Paolis.  “Con questo premio, pari a 10mila euro – aggiunge -, potremo avviare uno spin-off dell’Università del Salento. Saremo ospitati probabilmente nei locali del DReAM, il “Laboratorio Diffuso di Ricerca Interdisciplinare Applicata alla Medicina” nato da una convenzione tra l’Ateneo salentino e la ASL Lecce".luciodepaolis-3

Di cosa si tratta.

Il sistema AVR Med, basato appunto sulle tecnologie della “Realtà Virtuale” e della “Realtà Aumentata”, permette il miglioramento delle prestazioni del chirurgo attraverso la visualizzazione aumentata delle strutture anatomiche e l’interazione con i modelli virtuali degli organi del paziente realizzati dalle immagini mediche del paziente stesso.

Il sistema è composto da tre moduli:        pianificazione chirurgica preoperatoria, supporto chirurgico intraoperatorio e       training chirurgico su simulatore virtuale. Tutti i moduli utilizzano modelli virtuali 3D degli organi del paziente, che vengono realizzati a partire dalle sue immagini mediche (CT o RMI) tramite opportuni algoritmi di segmentazione e classificazione.

Dal punto di vista tecnologico, l’utilizzo della “Realtà Aumentata” in chirurgia mini-invasiva permette di fornire al chirurgo una sorta di visione a raggi X delle strutture anatomiche o patologiche interne del paziente, e questo tramite la sovrapposizione di modelli virtuali degli organi a quelli reali del paziente grazie a specifici algoritmi di registrazione. L’utilizzo della tecnologia della “Realtà Aumentata” durante un intervento chirurgico, quindi, permette di ridurre la complessità di alcune metodiche mini-invasive, di diminuire i rischi per il paziente e di accorciare il tempo necessario per eseguire la procedura chirurgica. Inoltre la pianificazione preoperatoria e il training chirurgico sono di tipo patient-based, cioè basati su modelli virtuali degli organi realizzati da immagini dello specifico paziente che dovrà essere operato.

“Come ha esemplificato una volta un chirurgo con cui abbiamo lavorato -  spiega ancora il professor De Paolis - operare con la ‘Realtà aumentata’ è come guidare un’automobile col GPS, perché si sa con precisione dove ci si trova nel corpo del paziente e sono visualizzati nella loro esatta posizione gli organi interessati dall’operazione chirurgica”.

Le applicazioni.

La tecnologia della “Realtà Aumentata” può essere estremamente utile nel caso del trattamento del tumore al fegato con la tecnica di ablazione a radiofrequenza (RFA), largamente utilizzata qualora non sia possibile procedere mediante l’asportazione delle cellule neoplastiche a causa della loro vicinanza a vasi importanti o alle vie biliari. Utilizzando questa metodica mini-invasiva le cellule tumorali vengono raggiunte tramite inserimento di un ablatore e distrutte per ipertermia; la difficoltà di questa tecnica è rappresentata dalla precisa localizzazione e raggiungimento del tumore.

L’utilizzo della tecnologia della “Realtà Aumentata” in tale metodica chirurgica, tramite la corretta visualizzazione del tumore e dell’area circostante, permette di effettuare la RFA con maggiore precisione riducendo quanto più possibile la distruzione di cellule sane ed evitando di danneggiare altri organi qualora il tumore sia localizzato in prossimità di grossi vasi o vie biliari.

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Il gruppo di ricerca dell’AVR Lab ha progettato e realizzato, in collaborazione con l’Ospedale “Casa Sollievo delle Sofferenza” di San Giovanni Rotondo, un sistema basato sulla “Realtà Aumentata” per l’ablazione con radiofrequenza dei tumori epatici. Il sistema, dopo i test effettuati in laboratorio, è stato utilizzato in un primo test in sala operatoria non direttamente sul paziente, ma al fine di valutarne l’accuratezza e la precisione.

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