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Con l’introduzione della mammografia come tecnica di screening, la dimensione media dei tumori trattati è notevolmente diminuita e circa la metà dei tumori nella pratica chirurgica sono non palpabili. L’ecografia è seconda per importanza dopo la mammografia nella valutazione delle anomalie della mammella. L’evoluzione di questa tecnica contribuisce in modo significativo alla caratterizzazione delle masse solide attraverso l’analisi delle caratteristiche e viene anche utilizzata nelle procedure interventistiche guidate dalle immagini [2]. In generale le applicazioni degli ultrasuoni (US) in medicina riguardano diversi compiti come l’inserimento di cateteri per l’aspirazione del liquido pleurico o ascitico, le biopsie ecoguidate, la guida, il monitoraggio e il follow-up nell’ablazione termica percutanea di tumori all’addome [3], la guida intraoperatoria della lumpectomia in caso di carcinoma mammario non palpabile [1]. L’ecografia può fungere anche da guida preziosa durante la resezione tumorale minimamente invasiva [4]. Tuttavia, la manipolazione simultanea della sonda US e del dispositivo di taglio presenta una delle sfide più significative per il chirurgo e necessita di un movimento relativo dispositivo/sonda attentamente coordinato. Per avere una buona visualizzazione, lo strumento di taglio e la lesione target devono essere all’interno della stessa fetta US, ciò comporta la necessità di una buona coordinazione occhio-mano al fine di mantenere tale allineamento. Inoltre, solitamente le immagini US vengono visualizzate su un monitor 2D convenzionale, quindi il chirurgo deve sovrapporre mentalmente le immagini US 2D all’anatomia reale del paziente 3D e deve distogliere nel contempo lo sguardo dall’area di lavoro.
Per superare questi limiti della guida US, sono stati fatti già diversi studi in letteratura che coinvolgono l’utilizzo di robot per sostituire il chirurgo nelle esecuzioni manuali delle procedure, oppure dispositivi di realtà aumentata (AR) come guida per l’esecuzione. Un esempio di intervento robotico in cui viene presentato un sistema per la chirurgia renale che combina il controllo robotico autonomo, la guida ecografica e il getto d’acqua per la resezione del tumore.
Altre soluzioni proposte il letteratura riguardano i sistemi di navigazione basati sulla AR per migliorare le prestazioni degli utenti per mezzo di display montati sulla testa (HMD). L’utilizzo della AR si è rivelato particolarmente utile per risolvere il problema della coordinazione occhio-mano, in quanto questi dispositivi forniscono all’utente un punto di vista egocentrico dell’area di lavoro, arricchito con contenuti virtuali. Tali contenuti virtuali possono essere le immagini US, o contenuti estratti da esse, correttamente registrate con il paziente. Queste soluzioni sono meno costose, meno ingombranti e conservano quasi completamente lo schema chirurgico standard. Tuttavia, anche in questi casi, l’utente deve avere una buona destrezza e coordinazione perché la sonda ecografica acquisisce una sola fetta dello spazio 3D e questa fetta deve includere sia la lesione che lo strumento utilizzato. L’utilizzo delle sonde US 3D risolve questi problemi e permette al medico di visualizzare contemporaneamente lo strumento chirurgico ed il target, senza dover muovere la sonda.
In questo nuovo studio viene proposta una combinazione di un sistema di realtà aumentata indossabile, tramite un display binoculare montato sulla testa, con un sistema di imaging 3D ad ultrasuoni per guidare l’operazione di enucleazione di lesioni non palpabili della mammella. Con il termine enucleazione, in medicina, si intende l’asportazione di un tumore benigno, di una cisti o più in generale di una formazione rotondeggiante nettamente delimitata dai tessuti circostanti. In questa operazione, la precisione è di fondamentale importanza per ridurre il trauma indotto al paziente e per rispettare determinati margini di sicurezza, in modo da evitare un secondo intervento. Per questi motivi è stato sensorizzato un elettrobisturi, in modo tale da avere un feedback visivo in tempo reale della posizione dello strumento durante l’esecuzione.
È stata condotta una revisione della letteratura presente su PubMed e Google Scholar usando i termini “realtà aumentata”, “chirurgia” e “seno” e nessun lavoro trovato tratta questo specifico compito. Le applicazioni trovate, che sfruttano la combinazione di sistemi ad ultrasuoni e sistemi di realtà aumentata, riguardano principalmente tecniche per la visualizzazione del cancro al seno, aspirazioni di cisti o inserimento di aghi per biopsie ecoguidate.
La scelta della mammella come distretto anatomico per condurre questo studio è stata dettata principalmente dal fatto che il cancro al seno è oggi il tumore più comunemente diagnosticato nelle donne di tutto il mondo. In secondo luogo, il seno è una parte del corpo relativamente accessibile poiché è situato all’esterno del corpo e non contiene vasi sanguigni molto importanti o organi che potrebbero essere danneggiati accidentalmente in caso di malfunzionamento imprevisto del sistema. Ciò semplifica la logistica della procedura stessa. Inoltre i pazienti sono generalmente sani e capaci di collaborare con l’uso delle nuove apparecchiature. Le lesioni all’interno del seno variano molto in termini di dimensioni e posizione, ma tendono ad essere più piccole di quelle campionate in posizioni più profonde. Dunque questa scelta è proceduralmente conveniente ma pone delle sfide tecniche importanti, di conseguenza, se la tecnologia AR è in grado di affrontare queste sfide, possiamo aspettarci di poter applicare questo sistema ad altri luoghi meno accessibili.
Il lavoro è stato condotto presso il centro EndoCAS, centro di ricerca per la Chirurgia Assistita dal Calcolatore, dell’Università di Pisa.