Scienza
La sala operatoria fa i conti con Ai e machine learning
di Francesca Cerati
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La robotica è un’industria in crescita esponenziale, anche in sala operatoria. Secondo gli analisti, il mercato della robotica chirurgica globale raggiungerà i 98,7 miliardi entro il 2024. E anche se la chirurgia ortopedica ha dominato il mercato in termini di ricavi e ha rappresentato circa un quinto del mercato globale nel 2017, quello dei robot chirurgici si prevede che raggiungerà un valore di circa 11 miliardi di dollari entro il 2023, con un tasso annuo di crescita del 21,9 per cento.

Da quando nel 2000 l’Fda ha dato l’approvazione al sistema chirurgico da Vinci - prodotto dalll’americana Intuitive Surgical e distribuito in Italia da Ab Medica - la chirurgia mini-invasiva assistita da computer è stata ampiamente adottata in tutto il mondo. Certo, i costi elevati rappresentano un ostacolo a una sua diffusione capillare, ma l’innovazione tecnologica e la crescente domanda di sistemi chirurgici a basso costo stanno traghettando il settore in una nuova fase. L’orizzonte nuovo inaugurato dal sistema da Vinci ha infatti aperto la strada a molti altri robot chirurgici di nuova generazione, come il robot Verb, nato dalla joint venture tra Google e Johnson e Johnson, un mix di robotica, intelligenza artificiale e apprendimento automatico, o l’ultimissima piattaforma Monarch di Auris Health - guidata dall’imprenditore seriale (fondatore di Intuitive Surgical e Hansen Medical) Frederic Moll - che sta portando avanti la scienza dei dati e l’innovazione dell’endoscopio nell’area critica della diagnosi e del trattamento del cancro al polmone. Il nuovo broncoscopio robotizzato appena approvato dalla Fda è stato impiegato con successo per la prima volta lo scorso aprile negli Usa in una sperimetazione clinica.

Il potenziale della chirurgia robotica è decisamente grande così come la competizione, che si gioca sia sul fronte di alleanze strategiche, fusioni, acquisizioni sia sull’innovazione vera e propria, caratterizzata dalla convergenza della robotica chirurgica con intelligenza artificiale, big data, machine learning, miniaturizzazione, realtà aumentata.

Le evoluzioni in arrivo

L’automazione spinta in campo medico è un’evoluzione inevitabile. «Nei prossimi 15 anni - dice Filippo Pacinetti, direttore commerciale di Ab Medica - il mercato è destinato a decuplicare». E anche il robot da Vinci si è evoluto. «L’ultimo nato - da Vinci SP, disponibile in Italia dal 2019 - è passato da 4 bracci a uno, dal quale fuoriescono tre strumenti multi-snodati e la prima telecamera 3D Hd completamente articolata - continua Pacinetti -. Inoltre gli strumenti-accesori dai 170 tipi di oggi arriveranno a 300». E aggiunge che il prossimo steep sarà integrare i big data all’interno della consolle e, successivamente, l’intelligenza artificiale, come anticipato dalla vicepresidente della Strategia di Intuitive Surgical Catherine Mohr, che si è detta interessata a incorporare tre tipi di Ai: quella di Ibm Watson, come assistente chirurgico intelligente; gli algoritmi di machine learning, come supporto alla diagnosi; quella di AlphaGo, per testare nuove strategie di apprendimento.

Il futuro in sala operatoria sarà dunque una stretta collaborazione tra umani e macchine, con una che compensa le debolezze dell’altro. Tra le sfide però ci sono anche quella di rendere la chirurgia robotica sempre più piccola, flessibile, capace e meno costosa. Obiettivi che ampliano le opportunità per le aziende, abbattendo le barriere che esistono oggi, come dimensioni, costi e complessità degli attuali sistemi robotici. Una maggiore concorrenza andrà a vantaggio degli ospedali creando di fatto un nuovo e più ampio mercato della chirurgia digitale.

La startup pisana Medical Microinstruments si è già attivata sviluppando un braccio meccanico con un diametro inferiore ai tre millimetri in grado di eseguire microsuture. Ma la piattaforma robotica potrà essere utilizzata anche in altri campi della microchirurgia, come nella ricostruzione dei vasi linfatici e nei trapianti di retina.

Sempre in tema di microchirurgia, il robot Preceyes sviluppato dalla Eindhoven University of Technology olandese, usa un joystick e uno schermo touch per guidare un minuscolo ago all’interno dell’occhio, monitorandone i movimenti con un microscopio. Il dispositivo ha 7 motori indipendenti e può filtrare eventuali tremori della mano durante la procedura.

Due big come Philips e Microsoft si stanno concentrando sulla realtà aumentata: il primo ha lanciato sul mercato una nuova tecnologia che permette di utilizzare la AR in operazioni che riguardano la colonna vertebrale e la chirurgia cranica; il secondo sta portando avanti diversi progetti internazionali: il primo in Norvegia dove la tecnologia HoloLens permette di visualizzare le parti del fegato malato su cui intervenire. Medesimo scenario, in fase di sperimentazione, anche in Polonia dove la realtà aumentata guiderà lo staff medico per impiantare una valvola aortica.

Di certo, la chirurgia “digitalizzata” sarà in grado di fare molto più che miglorare la destrezza del chirurugo riducendo le dimensioni dell’incisione e il rischio per i pazienti...

28 GIUGNO 2018
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