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L’algoritmo guida in modo sicuro ed efficiente gli aghi chirurgici curvi all’interno del corpo

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Algoritmo AI

Credito: Pixabay/CC0 Dominio pubblico

I ricercatori del Technion e dell’Università della Carolina del Nord (UNC) hanno sviluppato un algoritmo che guida gli aghi chirurgici lungo traiettorie curvilinee 3D. I ricercatori – il dott. Oren Salzman della Facoltà di informatica di Taub presso il Technion e il prof. Ron Alterovitz e Mengyu Fu dell’UNC hanno annunciato lo sviluppo alla conferenza virtuale 2021 Robotics: Science and Systems.

Numerose procedure mediche, come biopsie e somministrazione di terapie localizzate per il cancro, richiedono che un ago venga guidato in modo sicuro attraverso il tessuto, fino al bersaglio. Gli aghi dritti possono “portare a termine il lavoro” quando il percorso rettilineo dal punto di ingresso al tessuto bersaglio non passa attraverso il tessuto vulnerabile, ma in molti casi il tessuto bersaglio è “nascosto” dietro un osso o un tessuto vulnerabile, e in in questi casi il chirurgo deve evitare ostacoli anatomici, compito difficile e complesso, sicuramente quando le parti del corpo coinvolte sono vulnerabili e sensibili.

In questo contesto, negli ultimi anni sono stati sviluppati aghi medici con punte smussate. Questi aghi sono controllati ruotandoli alla loro base. Il problema è che orientare questi aghi non è né semplice né intuitivo, e guidarli manualmente comporta numerosi rischi. Ciò ha portato allo sviluppo di “algoritmi di pianificazione del movimento” progettati per dirigere l’ago in modo preciso e sicuro. Questi algoritmi hanno mostrato capacità impressionanti, eppure, trattandosi di procedure invasive, il grado di precisione richiesto è molto elevato; in caso contrario, ai sistemi non verrà concessa l’approvazione normativa.

Lo sviluppo presentato dai ricercatori alla conferenza illustra l’importanza dell’informatica nella risoluzione di problemi legati alla medicina e all’ingegneria biomedica. Sulla base di immagini mediche rilevanti come una tomografia computerizzata (TC) o una risonanza magnetica (MRI), il nuovo algoritmo calcola la traiettoria ottimale che porterà l’ago al bersaglio evitando danni a vari ostacoli anatomici. A differenza degli algoritmi esistenti, il nuovo algoritmo fornisce una garanzia di “completezza” che l’ago possa effettivamente raggiungere il target specificato evitando quei tessuti e, se non esiste un tale piano di movimento sicuro, informerà l’utente di conseguenza. Inoltre, calcola i piani più velocemente rispetto ai pianificatori di movimento dell’ago orientabili rivali e con un tasso di successo più elevato. Secondo i ricercatori, la tecnologia presentata alla conferenza è una nuova base algoritmica che dovrebbe portare a ulteriori applicazioni basate su aghi orientabili automatizzati.


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