Il catetere-robot che viaggia nel corpo in autonomia

Innovazione

Il catetere-robot che viaggia nel corpo in autonomia

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Il team di ingegneri ha introdotto nel catetere un sensore tattile ottico dotato di intelligenza artificiale che guida i movimenti del dispositivo
di redazione

Il futuro è nell’aria al Boston Children's Hospital. È qui infatti che è stato sperimentato il prototipo di un catetere robotico capace, una volta inserito nell’organismo, di arrivare alla destinazione in totale autonomia senza alcun  chirurgo a fargli da guida, proprio come sanno fare le automobili senza conducente. 

Gli scienziati hanno testato l’innovativo dispositivo su modelli animali assegnandogli il compito di raggiungere in autonomia una valvola cardiaca difettosa da riparare. I promettenti risultati sono stati descritti su Science Robotics

Nelle intenzioni dei ricercatori, il dispositivo, una volta perfezionato, potrebbe sollevare i chirurghi dalle procedure più semplici permettendo loroi di riservare le energie per le fasi più complesse degli interventi.

 

Pierre Dupont, direttore del dipartimento di bioingegneria cardiaca pediatrica al Boston Children’s, che ha guidato la ricerca, rassicura infatti i suoi colleghi: il robot non sostituirà l’essere umano. 

«Per vederla nel modo giusto possiamo fare un’analogia con un pilota e il suo aereo da combattimento. L’areo assume compiti di routine occupandosi del volo in modo tale che il pilota possa dedicarsi ai compiti più complessi della missione», dice Dupont. 

Pur trattandosi di un’operazione semplice, inserire un catetere attraverso le vene o le arterie periferiche è un faticoso lavoro di precisione che porta via molto tempo e richiede un elevato livello di concentrazione. Un compito particolarmente adatto a un robot. 

Il coordinatore dello studio Pierre Dupont. Immagine: Michael Goderre / Boston Children's Hospital

Il team di ingegneri ha introdotto nel catetere un sensore tattile ottico dotato di intelligenza artificiale che aveva “studiato” nei minimi dettagli l’anatomia del cuore. Il sensore perlustra il territorio a intervalli regolari alla maniera delle antenne degli insetti o delle vibrisse dei roditori per ricostruire la mappa di luoghi sconosciuti. E comunica al catetere cosa c’è nei paraggi (sangue, pareti cardiache, la valvola da riparare ecc…) suggerendogli una maggiore o minore cautela nei movimenti a seconda della fragilità dell’ambiente.  

Guidato dal sensore il catetere avanza dalla base del cuore, prosegue lungo le pareti del ventricolo sinistro, gira attorno alla valvola da riparare fino a quando non giunge a destinazione. 

Il prototipo è stato messo alla prova in una operazione chirurgica per niente banale come la chiusura del leak paravalvolare, ovvero la riparazione del distacco parziale delle protesi valvolari cardiache.

Una volta che il robot ha raggiunto il luogo dove è avvenuto il distacco, il chirurgo riprende i controllo del catetere e compie le manovre necessarie per impiantare un dispositivo a chiusura della fessura. 

In una serie di esperimenti il catetere robotico ha dimostrato di impiegare lo stesso tempo di un catetere tradizionale per percorrere l’intero percorso dai vasi periferici alla valvola difettosa. 

Il nuovo dispositivo autonomo potrebbe venire utilizzato, oltre che per gli interventi, anche in ambito diagnostico per la valutazione della funzionalità cardiaca sulla base della mappatura del cuore. 

I ricercatori inoltre immaginano di poter in futuro mettere in rete i robot di tutto il mondo per condividere i dati e migliorare continuamente le prestazioni. Proprio come accade per i veicoli a guida autonoma connessi.