L'EndoCAS di Pisa è stato scelto tra i 12 centri al mondo (unico in Italia) per il rilascio della patente che permette ai chirurghi americani di operare con il robot Da Vinci (FRS). Un riconoscimento che vi ha portato, in questi anni, a crescere e continuare a sperimentare nel campo della robotica applicata alla medicina. Può raccontarci brevemente la storia di questa eccellenza tutta made in Tuscany?

EndoCAS nasce come risposta a un bando del Ministero dell’istruzione nel 2001, dedicato ai centri di eccellenza, ossia rivolto ai centri che avessero delle caratteristiche per funzionare da poli di ricerca. A questa chiamata ha risposto una cordata formata da docenti dell’Università di Pisa, della Scuola Sant’Anna e del CNR. La nostra proposta è stata quella di creare fisicamente un laboratorio dentro il perimetro l’Ospedale di Cisanello, dove siamo ancora oggi. Nel 2005, vinto il bando, il finanziamento ha dato vita a un centro permanente di ricerca, che scelse quattro linee di ricerca: elaborazione delle immagini radiologiche 3D, pianificazione delle procedure chirurgiche, navigazione endocorporea e formazione attraverso la simulazione (prevalentemente in ambito chirurgico). il termine EndoCAS significa endocorporeo (Endo) e chirurgia assistita al calcolatore (CAS). Il nostro edificio prefabbricato, di circa 500mq, comprende laboratori, una replica di una sala operatoria e una sezione, l’‘EndoCAS Education’, finanziata dalla Regione Toscana, che ha lo scopo di fare formazione. È un polo nato con largo anticipo rispetto alla percepita esigenza di fare formazione attraverso la simulazione. Al presente, quest’ultima è la linea di ricerca e sviluppo prevalente, insieme alle nuove tecnologiche da utilizzare in ambito chirurgico basate sulla realtà aumentata. Ci sono, tuttavia, anche progetti di altro genere che fanno comunque riferimento alla elaborazione delle immagini. L’idea originale di EndoCAS è quella di far lavorare insieme medici e ingegneri dentro l’Ospedale, scambiandosi conoscenze e competenze. In questi anni il nostro gruppo è cresciuto e oggi è formato da un team manager, che è l’ingegner Vincenzo Ferrari, da altri 4 ricercatori senior, poi da dottorandi “ post doc” e tesisti, per un totale che varia da 12 a 15 persone. Come in tutti i gruppi che fanno ricerca c’è una turnazione fisiologica, ma la vera criticità è la precarietà di quasi il 90% dei ricercatori, vero male della ricerca nel nostro Paese. Difficoltà che, tuttavia, non fermano il nostro lavoro. Negli ultimi tre anni, per esempio, siamo riusciti a vincere progetti di ricerca per € 1200000 di cui alcuni di valenza europea e per alcuni di questi siamo i “principal investigator”. È un centro molto vivace e formato da persone di valore che lavorano con grande entusiasmo.  

La pandemia e l’emergenza sanitaria ci hanno costretti a rivedere le nostre vite e il nostro modo di lavorare, comprese alcune pratiche in ospedale, dove sono arrivati anche i primi robot teleguidati a distanza, che consentono ai pazienti affetti da Covid per esempio anche di videochiamare i propri cari a casa, senza richiedere la presenza del personale sanitario. I primi tre robot sono stati ospitati per la sperimentazione dall’Azienda Ospedaliero-Universitaria Pisana, dall’Azienda USL Toscana Nordovest di Massa-Carrara e dal Centro Polivalente Anziani Asfarm di Induno Olona. Che tipo di esperienza è stata? E come avete partecipato?

È stata molto interessante e mi auguro che sia l’inizio di un nuovo canale di ricerca medico-ingegneristico. Il nostro coinvolgimento nasce dall’idea di un professore di ingegneria robotica dell’Università di Pisa, Antonio Bichi, che voleva produrre robot a basso costo che potessero essere d’aiuto rapidamente. Grazie alle sue conoscenze all’interno di un’azienda che produce i robot aspirapolveri, i Roomba, si è deciso di montare sopra il disco che ruota un treppiedi che sostiene un tablet. É nato così un primo robot che veniva guidato da remoto per raggiungere il malato nel reparto covid, senza costringere il personale medico ad essere presente e a dover utilizzare tutti quei dispositivi di protezione che, proprio nella prima fase dell’epidemia, non erano di facile reperimento. Così il robot guidato si presentava davanti al malato con un’interfaccia, dove, dall’altra parte, ci potevano essere i familiari, i medici, gli infermieri. La sola inquadratura del paziente e dei suoi apparati di monitoraggio consentiva al personale sanitario di avere un controllo a distanza, sicuro, rapido ed economico. Il pregio di questa prima sperimentazione è che, essendo montata su un dispositivo già disponibile in commercio, si potevano ridurre molto i costi e con poco più di 1200/1300 euro potevamo avere un robot facilmente assemblabile da mandare in giro tra le corsie dei nostri ospedali. Una macchina di questo tipo, inoltre, a prescindere dalla pandemia, potrebbe anche essere utile per mostrare tutorials in fase di prima accoglienza del degente e per fornire tutte le raccomandazioni in fase di dimissione.  Implementando il sistema, dovrebbe essere possibile ottenere che il robot “faccia visita” al paziente ad intervalli regolari, impostando un timing, per servizi vari come già menzionato. Si tratta di progetti interessanti che secondo me è importante non abbandonare, anche e soprattutto dopo che l’emergenza sanitaria sarà passata.

EndoCAS è il centro di riferimento in Italia per la formazione di specializzandi in chirurgia. È l’unico accreditato dal prestigioso American College of Surgeons (ACS) degli Stati Uniti, certificazione che permesso di partecipare allo studio FRS. Ci può descrivere i dettagli e le applicazioni?

La formazione in EndoCAS ha varie sfaccettature. Una parte è gestita dal centro di simulazione dell’AOUP, che si occupa di vari corsi di formazione, tra i quali i corsi BLS e ACLS, oggi obbligatori sia per il personale sanitario che per i laici, specialmente per chi si può trovare in condizioni di rianimare anziani o bambini. Sono corsi fatti da medici ospedalieri molto qualificati, che nei locali di EndoCAS hanno a disposizione un manichino attrezzato e computerizzato che può simulare le più varie emergenze cardio-respiratorie e che simula anche le risposte alle manovre rianimatorie, oppure alla infusione di farmaci. È ottimo per verificare il livello di apprendimento dopo un corso. L’altra parte, che ci vede in campo come EndoCAS, è legata alla formazione dei giovani chirurghi, soprattutto rispetto all’insegnamento di nuove metodiche, la prima delle quali fu la laparoscopia. Si tratta di una tecnica chirurgica, detta anche chirurgia mininvasiva, che consente di esaminare, manipolare, asportare o ricostruire organi e tessuti situati all'interno dell'addome senza fare grandi incisioni, ma attraverso una telecamera e strumenti miniaturizzati introdotti attraverso incisioni di pochi millimetri. La simulazione, che si può eseguire con dispositivi reali o virtuali, consente di avere una dimestichezza sull’uso degli strumenti e, in particolare, per potenziare la necessaria coordinazione oculo-manuale che serve per queste operazioni. Oggi possiamo accorciare di molto la curva di apprendimento grazie alla possibilità di usare i laboratori di simulazione.

Se volessimo fare un bilancio, tra laparoscopia e chirurgia robotica, come è cambiata la professione del chirurgo oggi? E quale futuro prevede?

Dopo la laparoscopia è venuta fuori la robotica, ossia l’uso di una interfaccia tra la mano del chirurgo e lo strumento effettore. In questi casi il chirurgo tiene in mano dei joystick che comandano e manovrano gli strumenti. Qui, ancora di più, c’è bisogno di formazione per conoscere il robot e noi siamo stati tra i primi ad avere simulatori per permettere ai chirurghi di fare pratica. Proprio per la qualità e la varietà dei nostri corsi di simulazione l’American College of Surgeons (ACS) degli Stati Uniti ci ha riconosciuto come soggetto accreditato ad erogare formazione certificata. Negli Stati Uniti iI corsi sono definiti curricula che i chirurghi devono superare per poter poi entrare in sala operatoria. In Italia non esiste la obbligatorietà, ma sarebbe opportuno che una “patente” di competenza fosse ottenuta prima di utilizzare una metodica chirurgica innovativa. Per noi il futuro della formazione sta proprio nell’integrazione tra la pratica sul campo, che resta assolutamente indispensabile e la parte simulata di addestramento. Proprio in questo, EndoCAS ha creato anche dei protocolli e dei curricula che definiscono percorsi per migliorare la qualità dell’apprendimento di alcune metodiche, certificando le capacità del chirurgo e rendendo sempre più standard e misurabili le sue performance. Cerchiamo di mettere in piedi modelli di formazione capaci di aiutare il chirurgo a migliorare il suo lavoro e di ridurre i rischi per pazienti e operatori. Si crea così un percorso di allenamento, talora anche divertente, come avviene per esempio nel mondo dell’aviazione dove i piloti hanno l’obbligo di fare ore di volo e re-training. È chiaro che anche i costi assicurativi che gli Ospedali devono sostenere si alleggerirebbero se questa formazione e se la certificazione del raggiungimento di una certa competenza fossero espletati da molti (se non tutti) i chirurghi che utilizzano tecnologie innovative.

Formazione, ma anche applicazioni. EndoCAS è coinvolta anche nel Competence Center di 3DGroup per la stampa di organi per simulazione chirurgica.

Molte delle attività di EndoCAS sono nate con la ricostruzione dell’anatomia, perché nella tridimensionalità si trovano informazioni e applicazioni di simulazione. La stampa 3d serve per ricostruire organi, ma anche impiegarli come oggetto di procedure simulate. In generale ha numerose valenze che vanno dalla pratica alla teoria. Alcune volte gli organi stampati in 3d sono utili per spiegare ai pazienti e familiari dove si andrà a intervenire, e quindi possono servire per ottenere consensi realmente informati. Ci capita anche di costruire tridimensionalmente gli organi lasciandoli al pc, e mettendo il modello a disposizione del medico, che riesce così a pianificare l’intervento e a fare una simulazione virtuale.

Parlando sempre di futuro, la parola chiave, forse anche troppo spesso abusata, è sinergia. Rispetto alle necessità di fare rete, quali difficoltà e quali aiuti avete riscontrato sul territorio toscano e fuori in questi anni?

EndoCAS per quanto mi riguarda è un centro dove siamo riusciti a ottenere un’ottima sinergia tra professionalità e potenzialità dei medici e degli ingegneri. Un luogo dove le due professionalità hanno imparato a mettere a disposizione le competenze di ognuno a sostegno e sopporto dell’altro. Un grande valore aggiunto su cui bisogna investire, per stabilizzare i ricercatori e per permettere ai nostri progetti di avere gambe forti e solide. Una perla rara che mi auguro possa trovare una rete di sostegno stabile. D’altra parte, la rete toscana può utilizzare le competenze da noi raggiunte nella simulazione chirurgica anche per replicarle in altre sedi

Parlando di ecosistema toscano, quali possono essere i legami e le forze da unire per il futuro?

Io vedo molti punti di aggancio con il mondo e i temi delle scienze della vita. Lo abbiamo visto in questi anni: integrazione e sostegno sono fondamentali. Lo sono per gli Atenei, perché la didattica deve trovare nuovi modelli più efficaci per le nuove generazioni, native digitali, “sempre connesse”, che sfruttano la telematica anche per frequentare corsi a distanza (e parte dei nostri percorsi può essere seguita “on line”) per medici specializzandi e per studenti. Ma questo vale anche per il sistema sanitario, che ha tutto l’interesse a formare il personale ospedaliero, accorciando i tempi e potenziando la qualità dell’apprendimento. In generale, la ricerca sui nuovi modelli di simulazione è fondamentale se applicata a esigenze specifiche. Ci sono tantissime cose che si possono simulare ed EndoCAS ha le capacità anche per realizzare nuovi modelli di ricerca e apprendimento sulla simulazione da mettere a disposizione del mondo sanitario, didattico e più in generale delle life sciences, anche attraverso il rafforzamento del nostro rapporto con il Distretto Toscano Scienze della Vita. Il “sistema” può dare a noi stabilità e noi possiamo dare competenza ed esperienza che ci viene riconosciuta anche all’estero, ma anche fungere da polo di ricerca su temi inerenti le nuove tecnologie nella chirurgia

 

 

 

 

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