“Robin” mira a portare la chirurgia robotica del ginocchio a un nuovo livello

L'azienda italiana di tecnologia medica Orthokey ha sviluppato il suo sistema robotico “Robin”, per supportare i chirurghi ortopedici in sala operatoria. Basato sul robot LBR Med di KUKA, questo sistema consente di effettuare in modo preciso l'artroplastica totale del ginocchio, grazie al suo sistema di navigazione.

Maggiore precisione nella chirurgia del ginocchio grazie a “Robin”

Il successo di un'operazione spesso dipende dall'esperienza e dall'abilità del chirurgo: più è complessa la procedura, più importante è il chirurgo. Se quest’ultimo lavora manualmente, utilizza dispositivi meccanici in una procedura che richiede molto tempo e che può essere soggetta ad errori. Con “Robin”, Orthokey apre le porte alla chirurgia ortopedica avanzata assistita da computer. Robin è un sistema robotico intraoperatorio, che supporta il chirurgo nella pianificazione e nel posizionamento degli impianti ortopedici e nell'esecuzione di resezioni ossee precise. A tal fine, utilizza un profilo individuale del paziente nonché specifiche caratteristiche cinematiche e anatomiche. “Posizioniamo sul paziente diversi dispositivi di tracciamento, che possono essere visti da una telecamera con una precisione inferiore a 1 millimetro. Ciò consente al chirurgo di pianificare il corretto posizionamento dell'impianto per ogni singolo paziente, prima di eseguire una resezione”, afferma Simone Bignozzi, Product Manager di Orthokey, spiegando il principio alla base di “Robin”.

Funzionalità ed esperienza hanno la priorità

Il Dott. Domenico Alesi, chirurgo ortopedico presso l'Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna, elogia in particolare la semplicità di utilizzo del sistema: ““Robin” è intuitivo e visivamente accattivante. Tutte le interfacce semplificano i processi complessi per gli utenti e rendono più facile il loro lavoro”. “Robin” si basa anche su un approccio modulare, che tiene conto di diversi produttori di impianti e concetti ospedalieri. Inoltre, Orthokey si affida a componenti di alta qualità per la sua soluzione per la sala operatoria, tra cui il robot leggero e sensibile LBR Med di KUKA.

Gli ingegneri di Orthokey hanno confrontato vari robot e hanno anche preso in considerazione l'idea di svilupparne uno in proprio. Ma poi è entrato in gioco l’LBR Med di KUKA, che li ha convinti per tre motivi, come afferma Maria Pasquini, CTO del progetto “Robin” presso Orthokey: “Innanzitutto, il braccio robotico è già certificato per un'integrazione facile e veloce nei dispositivi medici, il che ha facilitato la certificazione dell'intero sistema e ha consentito un'immissione sul mercato più rapida. Il secondo fattore sono i sette gradi di libertà e i sensori in ogni articolazione, che possono aumentare la precisione e l’abilità del robot in sala operatoria. In terzo luogo, LBR Med è una soluzione matura e consolidata, dotata di un software affidabile, per cui siamo stati in grado di lavorare in modo rapido ed efficace fin dall’inizio”.

Sviluppo congiunto

Fin dall'inizio, l'idea era di progettare il sistema in modo che fosse più semplice e più piccolo rispetto alle soluzioni comparabili. Orthokey ha sviluppato il primo prototipo in collaborazione con l'Università di Verona. “Il proof of concept era pronto dopo otto mesi, nove mesi dopo abbiamo completato lo sviluppo dell'hardware e del software. La prima versione era pronta e abbiamo inviato la documentazione all'organismo notificato per la certificazione del prodotto”, afferma Bignozzi, descrivendo il tortuoso percorso di “Robin” verso la sala operatoria.

Per prima cosa, gli strumenti vengono collegati al sistema robotico.

Durante tutto il processo, il team ha lavorato a stretto contatto con il team di ricerca e sviluppo di KUKA, traendo grandi benefici dalla sua esperienza. “Era chiaro che KUKA è un'azienda di robotica estremamente affermata nelle applicazioni mediche, in grado di attingere alle conoscenze acquisite da numerosi progetti. Il forte impegno di ogni singolo membro del team ha contribuito a rendere “Robin” un successo”, sottolinea Pasquini.

Collaborazione uomo-robot ad alta precisione

Quindi, come funziona un intervento con “Robin”? Prima che la procedura abbia inizio, il personale della sala operatoria prepara meticolosamente il campo operatorio, per garantire un'interazione fluida tra le persone e il sistema robotico. Il corretto posizionamento del sistema robotico è fondamentale, in quanto consente un'integrazione perfetta con il team chirurgico e un'efficiente manovrabilità in sala operatoria. Il posizionamento preciso dei dispositivi e l'attenta calibrazione del sistema robotico sono essenziali per un flusso di lavoro fluido e senza intoppi nel corso di tutta la procedura.

“Robin” è intuitivo e visivamente accattivante.

Durante l'operazione, il chirurgo utilizza marcatori a infrarossi per mappare l'anatomia del paziente nel sistema robotico. Questi marcatori rendono il paziente “visibile” al dispositivo. Il sistema è quindi in grado di monitorare l'anatomia e la posizione del paziente in tempo reale, garantendo un allineamento e una guida precisi durante l'intervento chirurgico.

L'anatomia del paziente viene registrata e visualizzata sullo schermo, permettendo al chirurgo di pianificare con precisione la strategia per le resezioni ossee. La visualizzazione dettagliata delle caratteristiche del paziente consente di sviluppare un approccio adeguato alla procedura. Una volta finalizzato il piano, entra in gioco il braccio robotico. “All’inizio funziona in modalità automatica, avvicinandosi al paziente con precisione. Una volta raggiunta l'area prevista, la procedura passa alla fase collaborativa. In questa modalità, il chirurgo può regolare manualmente la guida chirurgica tenuta da “Robin” sul piano target. Il braccio robotico mantiene una precisione eccezionale, garantendo che la guida chirurgica rimanga posizionata con precisione durante tutta la procedura. Questo approccio collaborativo viene ripetuto per ogni fase della resezione ossea per garantire una precisione costante”, afferma il dott. Alesi, descrivendo la collaborazione tra medico e robot medico.

Una volta completate tutte le resezioni ossee necessarie, il chirurgo posiziona l'impianto ortopedico sul paziente. Durante questa fase finale, monitora attentamente la cinematica delle gambe e il risultato complessivo sullo schermo del sistema robotico. “Questo monitoraggio completo garantisce il posizionamento accurato dell'impianto e il raggiungimento del risultato chirurgico desiderato. “Una volta che il chirurgo ha confermato il successo della procedura, l'operazione è completata e il paziente viene trasferito nella fase post-operatoria”, afferma il dott. Alesi.

Partner in sala operatoria

“Robin” è pronto per il mercato. Attualmente è in corso la certificazione secondo il Regolamento relativo ai Dispositivi Medici (MDR), dopodiché Orthokey intende richiedere ulteriori autorizzazioni in altri paesi, ad esempio l'anno prossimo presso la Food and Drug Administration (FDA) negli USA. “Per raggiungere questo obiettivo e migliorare costantemente il nostro sistema, stiamo collaborando con diversi centri di riferimento in tutto il mondo. Abbiamo sempre ricevuto un feedback positivo. Gli utenti apprezzano le dimensioni e il peso di “Robin” e la semplicità del flusso di lavoro chirurgico”, afferma Simone Bignozzi.

Per gli sviluppatori è importante che il robot medico non sia visto come un concorrente del chirurgo, ma come un assistente in sala operatoria. Può essere un grande vantaggio in particolare per i giovani chirurghi, in quanto potrebbero avere una curva di apprendimento più ripida rispetto alla chirurgia convenzionale. “Robin” non limiterà le opportunità di lavoro, ma aumenterà le competenze delle persone coinvolte. Il personale della sala operatoria, compresi i chirurghi, imparerà a interagire senza problemi con il dispositivo aggiuntivo. Il chirurgo trarrà beneficio da un intervento chirurgico incentrato sul paziente e sarà possibile ridurre i casi anomali, soprattutto per i chirurghi con un basso numero di interventi. Ci sarà un impatto sulla configurazione della sala operatoria, ma sarà minimo. Il sistema presenta anche altri vantaggi, come una migliore formazione degli specializzandi e dei borsisti, una migliore comprensione delle procedure chirurgiche sul ginocchio, una maggiore affidabilità dei dati raccolti e la promozione dell'ulteriore sviluppo della pratica chirurgica”, sottolinea Maria Pasquini.

Il sistema robotico consente al chirurgo di pianificare il corretto posizionamento dell'impianto per ogni singolo paziente, prima di eseguire una resezione.

La chirurgia robotica del ginocchio raggiunge un nuovo livello

Anche il Dott. Domenico Alesi è certo che “Robin” porterà le procedure chirurgiche a un nuovo livello. “La soluzione mira a migliorare l'accuratezza della procedura nel breve termine, ridurre il numero di gesti chirurgici, ridurre la variabilità tra i chirurghi e portare a risultati riproducibili e più precisi. Tutto ciò può tradursi in un risultato chirurgico migliore. “A medio termine, ciò ci consentirà di sviluppare ulteriormente le procedure chirurgiche e di individuare i fattori determinanti più importanti”, afferma il chirurgo.

La precisione è sorprendente e il sistema è adatto non solo a chirurghi altamente specializzati, ma anche a molte altre categorie di medici.

Dott. Domenico Alesi, chirurgo ortopedico dell'Istituto Ortopedico Rizzoli di Bologna

Per gli sviluppatori è importante che il robot medico non sia visto come un concorrente del chirurgo, ma come un assistente in sala operatoria.

Frédéric Piasek, Business Development Manager Medical presso KUKA, è convinto delle potenzialità: “Abbiamo una partnership estremamente buona e aperta con Orthokey. Grazie al dialogo costante sulle sfide tecniche, siamo riusciti a ottenere un progresso graduale verso la soluzione. Inoltre, siamo regolarmente in contatto per quanto riguarda i potenziali sviluppi. Sono curioso di vedere cosa a cosa ci porterà in futuro la nostra collaborazione con Orthokey”.