RAISE e la ricostruzione 3D degli organi: quando la tecnologia diventa pratica clinica

Il progetto dello Spoke 2 dell'ecosistema RAISE porta l'intelligenza artificiale e la robotica medica dal laboratorio alla sala operatoria attraverso i gemelli digitali e la navigazione intracorporea

La trasformazione digitale della sanità entra in una fase matura quando la ricerca esce dai laboratori e si integra nella pratica clinica quotidiana. In questo scenario si colloca il progetto sulla ricostruzione tridimensionale degli organi sviluppato all’interno di RAISE, un esempio concreto di come robotica e intelligenza artificiale stiano già modificando il modo di curare, operare e progettare la medicina del futuro.

All’interno dell’ecosistema RAISE, lo Spoke 2 svolge un ruolo centrale nello sviluppo di tecnologie avanzate per l’assistenza sanitaria. Coordinato da Lorenzo De Michieli dell’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), lo Spoke 2 concentra le proprie attività sulla progettazione di soluzioni che integrano intelligenza artificiale, robotica, imaging medico e modelli digitali per supportare medici e chirurghi nelle fasi decisionali e operative. L’obiettivo consiste nel rendere la cura sempre più personalizzata, precisa e orientata al paziente, attraverso strumenti già pronti per l’uso clinico.

Tra i progetti di punta dello Spoke 2 emerge la tecnologia per la Navigazione Intracorporea Chirurgica basata sulla ricostruzione tridimensionale degli organi a partire da immagini radiologiche. Il professor Paolo Traverso ha promosso e guidato questo sviluppo presso l’Ospedale Policlinico San Martino di Genova e l’Università di Genova, trasformando un approccio di ricerca avanzata in una metodologia applicata nella pratica operatoria.

L’Ospedale Policlinico San Martino, insieme al DISC – Dipartimento di Scienze Chirurgiche e Diagnostiche Integrate – e al DIBRIS – Dipartimento di Informatica, Bioingegneria, Robotica e Ingegneria dei Sistemi dell’Università di Genova, ha investito nella sperimentazione clinica di questa tecnologia. L’adozione nella routine chirurgica è avvenuta grazie alla collaborazione con l’équipe del professor Carlo Terrone, Direttore della Clinica Urologica, che ha contribuito a validare l’impatto reale delle ricostruzioni 3D nella chirurgia urologica oncologica.

La tecnologia consente la creazione di veri e propri “gemelli digitali” degli organi dei pazienti. Questi modelli tridimensionali riproducono con grande accuratezza anatomia, vene, arterie e strutture interne, offrendo una rappresentazione fedele e dinamica dell’organo da trattare. Software avanzati e sistemi di visualizzazione olografica permettono ai chirurghi di esplorare l’anatomia in modo immersivo, analizzando la geometria spaziale e pianificando l’intervento con un livello di dettaglio difficilmente raggiungibile attraverso le sole immagini bidimensionali.

Grazie a queste ricostruzioni, i medici definiscono strategie preoperatorie più consapevoli e mirate, individuando il percorso chirurgico più adatto alle caratteristiche specifiche di ciascun paziente. L’approccio favorisce interventi più accurati e maggiormente conservativi, con benefici concreti sulla qualità dell’assistenza e sull’esperienza complessiva del paziente.

«Abbiamo iniziato nel 2020 a utilizzare la ricostruzione tridimensionale a partire da immagini radiologiche come la TAC», racconta il professor Paolo Traverso. «Ad oggi abbiamo realizzato oltre 300 ricostruzioni, impiegate nella fase preoperatoria e durante l’intervento, con un impatto significativo sulla precisione chirurgica e sulle prospettive di ricerca clinica».

Durante le procedure operatorie, la ricostruzione tridimensionale dell’organo viene visualizzata direttamente sullo schermo del sistema robotico chirurgico, supportando il chirurgo nell’orientamento e nella comprensione spaziale dell’anatomia del paziente. La rappresentazione olografica svolge invece una funzione di supporto allo studio anatomico e alla pianificazione, anche in ambiente operatorio, offrendo un contesto visivo aggiuntivo.

In contesti selezionati, la sovrapposizione tra modello virtuale e campo operatorio reale rafforza il controllo visivo e supporta decisioni rapide in interventi ad alta complessità, come la chirurgia dei tumori renali.

Il progetto guarda già oltre. I finanziamenti del PNRR, all’interno di RAISE, sostengono l’evoluzione verso una vera navigazione intracorporea, nella quale i modelli tridimensionali si sincronizzano in tempo reale con i movimenti del chirurgo e con le diverse fasi dell’intervento. Questa prospettiva apre la strada a una chirurgia sempre più guidata dai dati, in cui intelligenza artificiale e robotica collaborano attivamente con l’esperienza umana.

Le potenzialità della tecnologia emergono anche nella chirurgia ricostruttiva. A partire dai modelli digitali, i ricercatori hanno sviluppato la ricostruzione fisica di parti anatomiche danneggiate, come segmenti di mandibola o strutture ossee compromesse da traumi o patologie oncologiche. La stampa 3D dei frammenti mancanti consente interventi altamente personalizzati, con un livello di precisione che migliora l’efficacia della ricostruzione.

Secondo Lorenzo De Michieli, «il lavoro del team guidato dal professor Paolo Traverso rappresenta in modo esemplare il valore dell’ecosistema RAISE. L’integrazione tra ricostruzione tridimensionale degli organi e chirurgia robotica dimostra come l’innovazione sviluppata nello Spoke 2 generi applicazioni cliniche concrete, capaci di trasformare la chirurgia e di orientarla verso un modello sempre più preciso e centrato sul paziente».

L’esperienza maturata all’Ospedale San Martino ha già consolidato la ricostruzione tridimensionale come innovazione clinica nella Urologia Oncologica e come esempio efficace di trasferimento tecnologico. L’estensione ad altri ambiti della medicina appare oggi una prospettiva concreta. Robotica e intelligenza artificiale, grazie a progetti come questo, plasmano il futuro della sanità mentre incidono già in modo tangibile sul presente, rendendo la tecnologia uno strumento quotidiano di cura e conoscenza.

Scopri di più sul progetto RAISE, ascolta (o guarda) il podcast “Incontri con il futuro”