Gli scienziati dell’EPFL hanno sviluppato il primo sistema in grado di eseguire interventi di chirurgia laparoscopica a quattro mani, controllando due bracci robotici aggiuntivi mediante pedali con interfaccia aptica.
I robotisti dell’EPFL hanno combinato la manipolazione di più arti con un aumento del controllo condiviso, consentendo un progresso senza precedenti nel campo della chirurgia laparoscopica. I risultati, pubblicati su The International Journal of Robotics Research, confermano la fattibilità dell’uso di questo sistema per ridurre il carico di lavoro del chirurgo e migliorare la precisione e la sicurezza. Gli specialisti sono già stati addestrati con successo sul sistema e sono in corso test clinici a Ginevra.
La stretta collaborazione tra il gruppo di ricerca REHAssist e il Laboratory for Algorithms and Learning Systems ( LASA ) ha permesso ai dottorandi Jacob Hernandez e Walid Amanhoud e all’intero team di ricerca di sviluppare un sistema che consente ai chirurghi di controllare due bracci robotici utilizzando pedali con interfaccia aptica a cinque gradi di libertà. Ogni mano controlla uno strumento di manipolazione, mentre un piede controlla la telecamera o l’endoscopio e l’altro una pinza motorizzata. Una delle principali innovazioni di questo sistema è il controllo condiviso tra il chirurgo e gli assistenti robotici. Grazie alla struttura di controllo, il chirurgo e i robot lavorano insieme nello stesso spazio, garantendo la precisione e la sicurezza assolutamente indispensabili nella chirurgia laparoscopica.
Secondo Mohammed Bouri, responsabile del gruppo REHAssist, "gli attuatori a pedale forniscono all’utente informazioni aptiche, che guidano il piede verso l’obiettivo come se stesse seguendo un campo di forza invisibile, garantendo al contempo che movimenti errati non mettano in pericolo il paziente"."Per Mohamed Bouri, "il nostro sistema apre nuove possibilità per i chirurghi di eseguire interventi laparoscopici a 4 mani, consentendo a una sola persona di eseguire un compito che di solito viene svolto da due, a volte tre persone."
Ridurre al minimo la fatica
Nell’ambito del controllo condiviso, il sistema robotico talvolta dirige lo strumento del chirurgo prevedendone i movimenti. Quando si fa un nodo, ad esempio, l’endoscopio si regola nella posizione corretta e la pinza può spostarsi.
"Controllare quattro braccia contemporaneamente, e ancor più i piedi, è tutt’altro che una routine e può essere faticoso. Per migliorare ulteriormente il controllo, il sistema integra il tracciamento visivo adattivo degli strumenti laparoscopici con la telecamera e l’assistenza alla presa del forcipe. Inoltre, viene fornita assistenza per una presa più precisa dei tessuti", spiega il professor Aude Billard, responsabile del LASA. Mohamed Bouri aggiunge che "incorporando assistenti robotici controllati dal piede e strategie di controllo condivise, stiamo riducendo il carico mentale e fisico dei chirurghi e ipotizziamo un miglioramento dei risultati chirurgici".
Lavorare con i chirurghi
È stato condotto uno studio dettagliato con chirurghi praticanti per valutare la facilità d’uso e l’efficacia del sistema. Secondo il dottor Enrico Bronnimann, che ha partecipato agli studi clinici in corso in collaborazione con la Fondazione svizzera per l’innovazione e la formazione in chirurgia ( SFITS ), "l’idea di utilizzare attivamente i piedi per eseguire interventi chirurgici assistiti da robot è una buona idea e certamente un’abilità che può essere appresa. Mi piacerebbe vederla implementata in sala operatoria, magari sotto forma di cabina di pilotaggio lontana dal paziente per migliorare l’ergonomia".
Mentre il sistema continua a essere testato e migliorato, i risultati pubblicati in questo studio confermano la fattibilità di attività chirurgiche a quattro mani senza un addestramento approfondito. Le strategie di controllo condiviso implementate nel sistema hanno dimostrato di ridurre il carico, migliorare le prestazioni, aumentare la fluidità e promuovere la coordinazione durante le attività laparoscopiche.
Riferimenti
Hernandez Sanchez J, Amanhoud W, Billard A, Bouri M. "Consentire la chirurgia laparoscopica a quattro braccia controllando due assistenti robotici tramite interfacce aptiche del piede". The International Journal of Robotics Research. 2023;0(0). doi: 10.1177/02783649231180366
