Interventi di chirurgia trasmessi in 3D, a Bari si può

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Il policlinico barese pioniere della chirurgia tridimensionale grazie alle innovazioni del Consorzio di ricerca «Digamma». È realtà la «teledidattica remota integrata» dotata di unità di videoripresa e restituzione tridimensionale delle immagini. Le immagini registrate e i video saranno utilizzati, oltre che per l’insegnamento, anche per l’elaborazione di modelli tridimensionali delle parti anatomiche macro e microscopiche per permettere misurazioni dettagliate e la ricostruzione di protesi mediante stampanti 3D

A tutti noi sarà capitato di vedere vecchie litografie di sale mediche ottocentesche simili ad arene, al cui fondo centrale era posizionato il tavolo operatorio. I futuri chirurghi assistevano al lavoro dei professori che spiegavano ad alta voce ogni singolo passaggio, dalle balconate di quella sorta di teatri medici. Il processo di trasferimento della conoscenza scientifica biomedica avveniva in maniera diretta. Verticale.
Con la scoperta della sepsi e i progressi nello studio dell’igiene e delle misure preventive delle infezioni dei primi del 900, questa modalità d’insegnamento divenne, ovviamente, improponibile poiché esponeva il paziente (e gli osservatori, in parte) a possibili complicazioni dovute proprio all’inquinamento da virus e batteri nella sala operatoria.
Così, quella che per quasi due secoli era stata la modalità più semplice per indottrinare con pillole di medicina una schiera di ansiosi studenti in procinto di operare con le proprie mani, per ragioni di sterilità degli ambienti chirurgici, non poteva più esistere e veniva sostituita con una sala operatoria igienizzata e chiusa, con un numero limitato di persone all’interno e, quindi, privata di quella funzione educativa di massa che permetteva a decine di futuri medici di apprendere.
Un grande progresso verso l’eliminazione delle infezioni post-operatorie, ma una notevole limitazione della didattica.
Col tempo furono sviluppati i primi monitor che permettevano agli studenti di assistere agli interventi in remoto, ma anche questi sistemi avevano le loro limitazioni. La prospettiva racchiusa tra le mani del chirurgo e l’immagine dell’organo da operare era troppo schiacciata per permettere una reale comprensione di quale nervo, di quale muscolo o di quale valvola sezionare o ricucire.
Così, partendo dagli studi pionieristici del prof. Vittorio Pesce Delfino (antropologo e anatomo-patologo presso l’Università di Bari), abbiamo sviluppato nel corso dell’ultimo decennio presso il Consorzio di ricerca «Digamma» di Bari, avvalendoci di un team di ricerca composto da biologi, psicologi della visione, tecnici dell’audiovisione, medici e chirurghi, un sistema innovativo per la ricerca e la didattica medica denominato «Tredimed».
Lo scopo del progetto «Tredimed» è la realizzazione di soluzioni tecnologiche prototipali per la ripresa, la visualizzazione in diretta, la registrazione e la restituzione di sequenze video tridimensionali con caratteristiche «living» (tempo e colore reali) per la teledidattica remota avanzata in ambito chirurgico, microchirurgico e anatomo–patologico.
Ho avuto la straordinaria fortuna di partecipare alle fasi progettuali dell’idea e di contribuire a fondare le basi teoriche del sistema durante la mia tesi di laurea specialistica in antropologia biomedica, sull’evoluzione del sistema visivo dei primati e la stereoscopia, coordinata dal prof. Pesce Delfino, dal prof. Eligio Vacca e dal dott. Flavio Ceglie. A distanza di anni, quelle che ci sembravano solo idee un po’ folli e utopistiche si sono trasformate in un sistema 3D di «teledidattica remota integrata» dotata di unità di videoripresa e restituzione tridimensionale delle immagini.
Il progetto, unico in Italia, è adesso in fase sperimentale presso il Policlinico di Bari e prevede, nelle sale operatorio di cardiochirurgia e chirurgia plastica, una stazione di ripresa comprensiva di testata con telecamere 3D, brandeggio telecomandato, videoregistratore digitale, montaggio e cablaggio e una stazione di visione a retroproiezione e proiezione su grande schermo, con tecnologia a luce polarizzata, montaggio e cablaggio presente nella sale didattiche dell’ospedale.
Sono installate presso le unità operative di Chirurgia Plastica, di Cardiochirurgia e presso la sala Settoria del Dipartimento di Anatomia Patologica, le Unità di Videoripresa Tridimensionale e nelle aule didattiche remote, all’interno di relativi plessi del Policlinico, le Unità di restituzione e di visualizzazione. La trasmissione delle immagini di alta qualità tra la sala operatoria e le aule didattiche viene garantita attraverso collegamenti in fibra ottica multimodale. Il primo collaudo avvenne nel 2009
Il 25 novembre e il 10 dicembre di quest’anno si sono tenute due lezioni di cardiochirurgia per studenti e specializzandi in medicina che hanno potuto assistere a interventi 3D in diretta di sostituzione delle valvole aortiche e mitrali. Gli interventi sono stati accompagnati dalla descrizione «live» su canale audio dalla sala operatoria delle singole procedure effettuate dai chirurghi prof. Domenico Paparella e prof. Donato D’Agostino.
Le immagini riprese sono state registrate e i video saranno utilizzati, oltre che per l’insegnamento, anche per l’elaborazione di modelli tridimensionali delle parti anatomiche macro e microscopiche per permettere misurazioni dettagliate e la ricostruzione di protesi mediante stampanti 3D. Un ulteriore sviluppo del progetto «Tredimed», che seguo personalmente, si occupa proprio dell’elaborazione mediante software, della costruzione di modelli tridimensionali, degli organi e delle strutture anatomiche. Inoltre, col Consorzio «Digamma» stiamo testando questa tecnologia in altri ambiti, come la antropologia, medicina, ortognatodonzia, zoologia, genetica, agricoltura, botanica, entomologia, paleontologia, diagnostica per il restauro, i beni culturali, l’archeologia, la speleologia, l’ecologia e la promozione turistica.
Proprio di recente, il nostro gruppo di ricerca ha realizzato per la first lady Usa, Michelle Obama, un video in 3D dell’Ulivo secolare che le è stato dedicato. L’albero, denominato «La Regina», è un’imponente pianta centenaria che vive in agro di Vernole (Lecce), della varietà autoctona «Ogliarola leccese». Ha un’età definita col carbonio radioattivo di oltre 1.400 anni e una circonferenza alla base di circa 14 metri.
Proprio l’innovatività e l’alta qualità scientifica del progetto sviluppato nei laboratori satolli di strumentazione scientifica, monitor, cavi, videocamere, ossa, vetrini e microscopi del consorzio di ricerca di Bari, ha attratto l’attenzione internazionale e in particolare di un gruppo di ricerca formato da cinque scienziati americani e giapponesi (Pete E. Lestrel, Won Moon, Hiroyoshi Iwata, Seishi Ninomiya, Haruki Tatsuta).
Il team di scienziati ha organizzato, per giugno 2015 a Los Angeles, il 4th International Symposium of Biological Shape Analysis (Isbsa), quarto appuntamento scientifico di rilevanza mondiale dedicato alle più recenti acquisizioni in termini di metodologia di approccio (descrizioni numeriche e quantitative) e di risultati sul tema della «forma» di strutture e organismi biologici, invitando il Consorzio Digamma a organizzare una «3D special session», ritenendo questo tipo di immagini molto utili per problemi di studio della forma in diverse aree applicative quali quelle sopra citate.
Il lavoro trentennale del gruppo di ricerca coordinato dal prof. Vittorio Pesce Delfino, e di coloro che come me hanno avuto il privilegio di condurre studi presso il consorzio per accrescere le conoscenze scientifiche che hanno portato alla realizzazione del prodotto biomedico finale, dimostra, ancora una volta, che per fare buona ricerca, innovazione e scienza c’è innanzitutto bisogno di menti curiose e istituzioni lungimiranti. Purtroppo, da un po’ di anni, le menti curiose italiane sono costrette a emigrare in quei Paesi dove le istituzioni lungimiranti esistono davvero, sebbene in un piccolo laboratorio meridionale si possa essere ugualmente in grado di realizzare qualcosa che innova fortemente la didattica medica nazionale e attira l’attenzione internazionale.
La speranza è che la tecnologia 3D sviluppata a Bari possa permettere a chi indirizza le sorti della ricerca nel Belpaese di guardare più lontano e, soprattutto, è il caso di dirlo, con maggiore profondità.
Per maggiori informazioni e per guardare alcuni filmati d’esempio:

http://www.tredimed.uniba.it/programmi/pagina.php?id=1

http://www.consorziodigamma.it/

https://www.youtube.com/channel/UCDvd4gl_5HD7iW3Kzzop7Zg