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Spostare la chirurgia robotica dai laboratori agli ospedali

E se, tra qualche anno, i chirurghi umani fossero necessari solo per le operazioni più delicate, lasciando i compiti più ordinari ai robot? Questo futuro, non troppo fantasioso, è il sogno del dott. Paolo Fiorini, coordinatore del progetto EUROSURGE, che in definitiva ha come ...

E se, tra qualche anno, i chirurghi umani fossero necessari solo per le operazioni più delicate, lasciando i compiti più ordinari ai robot? Questo futuro, non troppo fantasioso, è il sogno del dott. Paolo Fiorini, coordinatore del progetto EUROSURGE, che in definitiva ha come obiettivo la commercializzazione di tecnologie da poco sviluppate in questo settore. Le risorse stanno diventando un problema ogni anno più pressante per gli ospedali di tutta Europa, mentre l'invecchiamento della popolazione e le aspettative sempre più alte fanno salire le richieste nei confronti dei servizi sanitari. La tecnologia è uno dei modi che possono farci sperare di "quadrare il cerchio" e cioè migliorare la qualità dell'assistenza durante gli interventi, assicurando allo stesso tempo che questi servizi rimangano accessibili per i pazienti. In questo contesto, l'investimento nella chirurgia robotica è diventata una tendenza in aumento nella ricerca dell'UE. I ricercatori pensano di poter presto portare sul mercato tecnologie che potrebbero compiere interventi chirurgici automaticamente, o persino bracci robotici che svolgano questi interventi sotto la supervisione di un chirurgo vero che si trova a migliaia di chilometri di distanza. Ma benché tutto ciò risulti molto eccitante, c'è ancora molta strada da fare prima che queste tecnologie raggiungano gli ospedali delle nostre città. Paolo Fiorini, ex scienziato della NASA, ha passato oltre 20 anni a colmare i divari tra le istituzioni di ricerca e a promuovere la commercializzazione di tecnologie appena sviluppate. Il suo ultimo progetto si chiama EUROSURGE e ha lo scopo di creare una comunità di ricercatori paneuropea, semplificare lo sviluppo di software e creare una piattaforma online che dia voce agli scienziati del settore. In un'intervista esclusiva con research*eu rivista dei risultati, il dott. Fiorini spiega le difficoltà che attualmente gli scienziati dell'UE si trovano di fronte per il futuro di questa promettente area di ricerca. Quali sono i principali obiettivi di EUROSURGE? EUROSURGE è un'Azione di coordinamento (AC) che ha lo scopo di formare una comunità di laboratori di ricerca e aziende attive nel campo della chirurgia robotica. Mentre lavoravo alla costruzione della comunità, ho intuito che questo era anche un buon settore per affrontare i problemi della "robotica cognitiva", uno dei principali centri di interesse della robotica nel 7° PQ. Cosa c'è di nuovo o innovativo nel progetto e nel modo in cui affronta questo argomento? Per costruire una comunità di ricercatori, pensavo fosse necessario sviluppare metodi per assicurare che essi potessero collaborare, magari su una piattaforma hardware/software comune. Anche se un'AC non ha i fondi per sviluppare piattaforme hardware, abbiamo affrontato una serie di problemi attinenti agli obiettivi del progetto. Come primo passo abbiamo svolto un'indagine su "chi fa cosa" in Europa nel campo della chirurgia robotica. Abbiamo così ricavato una mappa che collega tutti i centri che compiono ricerca nel campo della chirurgia robotica e identifica i loro principali interessi di ricerca. La mappa viene già usata dalle parti interessate per identificare possibili partner e revisori di progetti europei. Il secondo passo era sviluppare una tecnologia per semplificare lo sviluppo di software per la chirurgia robotica. Il centro di interesse è sulla modularità, in modo che diversi gruppi possano scrivere componenti che siano compatibili con il software sviluppato in altri laboratori. Abbiamo suggerito linee guida sia per la progettazione che per l'attuazione di pacchetti software. Per soddisfare la rigorosa regolamentazione dei dispositivi medici, tutti i software devono essere sottoposti a severi processi di convalida e standardizzazione. Nella nostra visione, la progettazione dovrebbe essere basata sull'ontologia, ovvero su una descrizione formale delle funzioni e connessioni dei componenti di un sistema robotico chirurgico, insieme alla descrizione dei compiti che il sistema svolgerà. L'implementazione dovrebbe quindi essere basata sui componenti con specifiche che possano essere automaticamente derivate dalla descrizione dell'ontologia. Abbiamo basato il nostro lavoro sui pacchetti ROS e OROCOS, già conosciuti e usati nella comunità robotica, e li abbiamo migliorati con il concetto di "supervisore di componenti" che permette a ogni pacchetto di software di identificare sé stesso e le sue funzioni tra gli altri componenti e lasciare che uno script di test verifichi se tutti i componenti sono compatibili gli uni con gli altri. L'ultimo argomento affrontato da EUROSURGE è l'analisi degli ostacoli "non tecnici", ossia le questioni legate al linguaggio comune, i brevetti, i regolamenti, l'etica e le leggi in diversi paesi europei. Abbiamo quindi sviluppato un nuovo sito web, chiamato SurgiPedia, che pubblica libri bianchi e dichiarazioni di posizione sulla chirurgia robotica e ha dedicato un motore di ricerca web alla raccolta di informazioni sui brevetti legati alla chirurgia robotica. Cosa l'ha spinto a fare ricerca in questo settore? Dal 1985 al 2000 ho lavorato alla teleoperazione per applicazioni spaziali presso il Laboratorio di propulsione a reazione a Pasadena (CA-USA). Quando sono tornato in Italia nel 2001, ho constatato che la ricerca spaziale non era molto popolare e, dopo un paio di tentativi di lavorare con l'Agenzia spaziale italiana, ho deciso di usare le mie conoscenze di teleoperazione per la chirurgia robotica. È stata una buona idea, visto che ho potuto partecipare a e coordinare una serie di progetti in questo settore, sviluppare nuove tecnologie e formare studenti. Ho fondato anche un paio di aziende che sviluppano tecnologie per la chirurgia robotica. Quali sono le principali difficoltà che ha dovuto affrontare per far avanzare la chirurgia robotica? Le principali difficoltà ovviamente non sono i problemi tecnici. La difficoltà più grande è la mancanza di un flusso di risorse sostenuto per raggiungere un buon livello di maturità di una tecnologia. L'esempio è una delle mie aziende start-up: dopo i buoni risultati del progetto europeo ACCUROBAS, ho deciso di applicare l'esperienza acquisita per fare un nuovo robot chirurgo che potesse occuparsi di alcuni dei problemi identificati durante il progetto. Sono riuscito anche a ottenere un notevole capitale di rischio per l'azienda, ma non è stato sufficiente per arrivare sul mercato. Siamo riusciti a sviluppare un nuovo prodotto, a fare test sugli animali e a certificare la tecnologia, ma i fondi sono finiti e non abbiamo trovato altri investitori disposti a sostenere gli esperimenti clinici sugli esseri umani. È un problema comune a tutti i progetti europei. Sviluppiamo ottime tecnologie che non hanno alcun impatto sull'economia perché non arrivano mai sul mercato. Questo problema dovrebbe essere affrontato in Orizzonte 2020, ma non esiste una soluzione facile, data la mancanza di investimenti di rischio in Europa. Il secondo problema è la difficoltà a trovare chirurghi interessati a collaborare "seriamente" a un progetto di ingegneria. All'inizio sono tutti interessati, ma quando abbiamo bisogno che ci dedichino del tempo per testare i dispositivi, darci consigli e proporre nuove funzioni, all'improvviso spariscono. Suppongo che la loro perdita di interesse durante il processo di sviluppo sia dovuta al fatto che un prototipo è ancora molto lontano dall'applicazione. Come pensa che EUROSURGE possa essere di aiuto a questo riguardo? Penso che, al di là dei punti elencati sopra, siamo riusciti a creare una comunità di ricercatori che si occupano di chirurgia robotica. Non voglio dire che tutti sono coinvolti e partecipano alle attività del progetto, ma un buon numero di ricercatori lo fanno. Abbiamo tenuto un workshop ben riuscito a Verona, a settembre, al quale hanno partecipato circa 70 ricercatori e ora abbiamo uno stand alla Mostra internazionale di robot iREX a Tokyo, dove presenterò ai visitatori i principali risultati di tutti i programmi UE che sviluppano tecnologie di chirurgia robotica. Così abbiamo potuto coinvolgere nelle nostre attività anche ricercatori che non avevano partecipato al progetto EUROSURGE e abbiamo istaurato rapporti molto buoni con tutti loro. In futuro auspichiamo certamente che il workshop, il sito Surgipedia e il motore di ricerca di brevetti, i metodi di progettazione e implementazione di software e i metodi di convalida continuino a essere sviluppati dai partner del progetto, anche dopo la sua conclusione. Speriamo tutti di riuscire a far finanziare un altro progetto dall'UE, mantenendo così in vita questa iniziativa. Quali sono i prossimi argomenti di ricerca di cui si occuperà? L'altro mio progetto attivo nel settore riguarda l'automatizzazione della chirurgia robotica. Il nome del progetto è I-SUR. Stiamo sviluppando tecnologie per l'esecuzione automatica di semplici azioni chirurgiche, come la perforazione, l'incisione e la sutura. In questo caso, abbiamo appena intaccato la superficie del problema e l'anno prossimo tenteremo di ottenere fondi per continuare la ricerca. Un altro progetto recentemente concluso, SAFROS, ha sottolineato il bisogno di una migliore formazione nel campo della chirurgia robotica. Abbiamo quindi fondato una nuova società per commercializzare il software di formazione XRON (http//:metropolis.scienze.univr.it/xron) che può aiutare a ridurre il rischio di incidenti durante gli interventi assistiti da robot. In definitiva, l'obiettivo più difficile è continuare a sviluppare il robot chirurgo, in quanto vi è un gran bisogno di nuovi prodotti, ma il mercato non offre niente di nuovo.Per maggiori informazioni, visitare: EUROSURGE http://www.eurosurge.eu/ Scheda informativa del progetto

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Italia