Un nuovo sistema chirurgico a ultrasuoni focalizzati guidato dalla risonanza magnetica si adatta al movimento degli organi
La chirurgia a ultrasuoni focalizzati guidata dalla risonanza magnetica (MRgFUS) èuna terapia non invasiva che combina l’imaging, per visualizzare il tessuto malato, con l’uso di onde ultrasoniche. Questa potente combinazione può essere utilizzata per trattare tutta una serie di disturbi correlati ai tessuti (es. tumori o metastasi). Tuttavia, la tecnica si rivela problematica quando deve essere utilizzata per il trattamento di organi addominali, a causa del movimento indotto dalla respirazione e della barriera fisica rappresentata dalla gabbia toracica. Per affrontare questa sfida, il progetto TRANS-FUSIMO, supportato dall’UE, ha sviluppato un prototipo chirurgico MRgFUS che utilizza algoritmi di rilevamento e compensazione del movimento per fornire ai medici un controllo posizionale in tempo reale per il trattamento. Test preclinici hanno dimostrato che il sistema è in grado di creare una lesione termica (cioè una piccola quantità di tessuto termicamente distrutto) in una struttura bersaglio che si muove seguendo il movimento respiratorio. Una volta concluse con successo le sperimentazioni cliniche sull’uomo, questi risultati aumenteranno il potenziale della MRgFUS per diventare una nuova terapia di routine per il cancro del fegato. Un sistema chirurgico in tempo reale integrato Il prototipo TRANS-FUSIMO è progettato per trattare i pazienti utilizzando uno strumento software che controlla l’intera procedura collegandosi all’hardware standard necessario, quale la risonanza magnetica per il monitoraggio della procedura o il dispositivo di chirurgia a ultrasuoni focalizzati (FUS, Focused Ultrasound Surgery) che trasmette l’energia acustica al corpo. La MRgFUS agisce focalizzando un fascio di onde ultrasoniche ad alta energia dall’esterno del corpo nella struttura bersaglio (es. un tumore canceroso). Quando questa struttura si muove seguendo il respiro del paziente, il fascio ultrasonico deve essere costantemente rimodellato e riorientato. La soluzione TRANS-FUSIMO compensa il movimento della respirazione in tempo reale utilizzando i dati dal vivo del paziente per anticipare la posizione della struttura target e adeguare elettronicamente il punto focale. È pertanto possibile fissare e distruggere termicamente le cellule tumorali. La realizzazione della tecnologia ha richiesto lo sviluppo di software e architettura avanzati per abilitare i feed di dati degli algoritmi in tempo reale. «Poiché il trattamento di una piccola porzione della struttura target, la cosiddetta sonicazione, dura solo da pochi secondi fino a un minuto, tutti i calcoli devono essere eseguiti in tempo reale», afferma il prof. Tobias Preusser, coordinatore scientifico del progetto. «Per la prima volta, è stata superata la difficoltà di regolare in tempo reale la messa a fuoco per organi in movimento, utilizzando l’hardware della risonanza magnetica e della FUS standard». Il prototipo risultante è stato quindi testato ex-vivo (al di fuori di un organismo vivente) e il team ha utilizzato fantocci in gel per convalidare con successo la sicurezza e l’efficienza della procedura. Benefici non invasivi La chirurgia FUS ha permesso di distruggere i tessuti malati all’interno del corpo senza incisione chirurgica o inserimento di strumenti. Questa tecnologia non invasiva ha il potenziale per ridurre gli effetti collaterali e i tempi di degenza per i pazienti. Inoltre, pazienti che non hanno potuto beneficiare della terapia convenzionale a causa delle loro condizioni generali di salute, potrebbero beneficiare di questo tipo di trattamento. Esso è già in uso clinico per il trattamento, tra l’altro, di fibromi uterini, metastasi ossee e carcinoma prostatico. Attualmente, la tecnologia è ancora sottoposta alle necessarie indagini precliniche prima di passare ai test clinici, in previsione di un potenziale lancio sul mercato entro 5-10 anni. Sarà rivolta ai fornitori di dispositivi FUS o dispositivi di imaging di risonanza magnetica. «Il prototipo di sistema TRANS-FUSIMO include anche componenti integrabili in sistemi non FUS. Gli algoritmi di rilevamento e compensazione del movimento in tempo reale hanno, ad esempio, un grande potenziale per procedure guidate da immagini quali l’ablazione termica interstiziale, la radioterapia, l’imaging in movimento, ecc.», aggiunge il prof. Preusser.
Parole chiave
TRANS-FUSIMO, cancro, fegato, respiratorio, non invasivo, chirurgia a ultrasuoni focalizzati, Risonanza magnetica, tumore, ultrasuoni, tessuto, algoritmo
