robotica medica

robotica medica

robòtica mèdica locuz. sost. f. – Disciplina che progetta e realizza sistemi robotici per la chirurgia, la diagnosi, la riabilitazione, la prostetica, l’assistenza rivolta a persone diversamente abili e anziani. La r. m. è un campo d’indagine multidisciplinare che richiede la convergenza di competenze specifiche di robotica, medicina e informatica, sia nella fase di individuazione delle funzionalità richieste sia nelle varie fasi in cui si articola il processo di progettazione, sviluppo e valutazione dei sistemi robotici. In tutte queste fasi, insieme alle problematiche di carattere scientifico e tecnico, bisogna affrontare rilevanti questioni di carattere etico, politico ed economico, che spaziano dai temi del consenso informato e dell’attribuzione di responsabilità morale e oggettiva ai temi dell’equità e della giustizia distributiva nell’assegnazione di risorse tecnologiche avanzate per la sanità.

Robotica e chirurgia. – Un sistema robotico può ricoprire vari ruoli funzionali in sala operatoria. Anzitutto, può fornire un supporto esterno all’azione del chirurgo. Il robot consente di posizionare un endoscopio all’interno del corpo del paziente mediante un braccio robotico guidato da comandi vocali impartiti dal chirurgo. Robot dotati di funzioni analoghe possono costituire il nucleo di sistemi per la ricostruzione tridimensionale degli organi sui quali effettuare l’intervento. Inoltre, la disponibilità di collegamenti a banda larga per la trasmissione di dati apre la possibilità di sviluppare dei ‘consulenti’ robotici per l’intervento chirurgico: un medico esperto che non si trova sul luogo dell’intervento può telecomandare un robot mobile posto all’interno della sala operatoria, allo scopo di interagire in videoconferenza con l’équipe medica presente in sala, di collegarsi alle apparecchiature e di osservare in diretta le immagini endoscopiche. Infine, un sistema robotico può prendere parte diretta all’intervento, per es., manovrando strumenti pesanti o poco maneggevoli, come quelli impiegati in operazioni di trapanazione e limatura delle ossa. Scenari applicativi particolarmente interessanti sono costituiti dagli interventi, non solo ortopedici, nei quali il sistema robotico si sostituisce al chirurgo, ne estende le capacità, oppure ne vincola opportunamente i movimenti. Alcuni vantaggi che possono derivare dall’impiego di robot nella sala operatoria sono specificamente legati alle tecnologie chirurgiche minimamente invasive (TMI). I collegamenti tra i movimenti della mano del chirurgo e quelli degli utensili sono mediati da sistemi di controllo elettronico; tramite l’elaborazione del movimento del chirurgo è possibile cancellare il tremore, ottenendo quindi movimenti fluidi e precisi.

Applicazioni in diagnostica. – I sistemi robotici per il supporto alla diagnosi medica consistono in bracci robotici che controllano i movimenti di sensori posti nelle vicinanze o a contatto con la pelle, senza comportare l’inserimento di strumenti all’interno del corpo del paziente. Rientrano in questa categoria i sistemi robotici ecografici, in grado di spostare la sonda sotto il diretto controllo del medico, o di generare movimenti in maniera semiautonoma. Altri sistemi sono in grado di controllare i movimenti di sonde inserite nel corpo del paziente. In alcuni casi la sonda viene spinta dall’esterno del corpo del paziente attraverso i movimenti di un braccio robotico. È possibile inoltre dotare la sonda di sistemi propri di locomozione, che le permettano di procedere nell’esplorazione interna senza la necessità di spinte impartite dall’esterno del corpo del paziente. I meccanismi di locomozione semiautonoma delle sonde endoscopiche possono inoltre contribuire ad alleviare le sofferenze del paziente, poiché permettono (almeno in linea di principio) una navigazione più morbida e adatta alle caratteristiche locali del condotto interessato dalla diagnosi.

Robotica nella riabilitazione. – Le tecnologie robotiche possono fornire un utile supporto a terapie riabilitative basate su esercizi motori svolti con l’ausilio di un terapista in soggetti che abbiano subito danni al sistema nervoso centrale o periferico a seguito, per es., di infarti cerebrali o lesioni spinali. Sono stati sviluppati sistemi robotici per il recupero delle funzionalità degli arti superiori e inferiori, alcuni dei quali trovano larga diffusione nelle cliniche riabilitative. È opportuno menzionare anche le ricerche relative all’uso dei robot nella riabilitazione cognitiva, spesso mirate alla terapia di soggetti autistici. Lo scopo è quello di costruire robot dotati di interfacce comunicative semplici e intuitive, e spesso di meccanismi per la simulazione di espressioni facciali, allo scopo di sollecitare il soggetto a interagire e comunicare le proprie emozioni. Vi sono tecnologie bioniche che consentono di interfacciare il sistema nervoso centrale degli esseri umani con un computer e, attraverso questo, con vari dispositivi informatici o robotici: si tratta delle interfacce cervello-computer (ICC), note anche come brain-computer interfaces. Questi sistemi sono stati sviluppati con lo scopo principale di consentire il recupero di alcune capacità motorie e di comunicazione in soggetti affetti da gravi lesioni al tratto spinale, da sclerosi laterale amiotrofica e da altre distrofie muscolari fortemente invalidanti, che arrivano a impedire completamente il controllo muscolare volontario. I dispositivi si collegano a manipolatori robotici, carrozzelle robotiche e programmi di videoscrittura, che consentono di desumere un intento dell’utente (selezionare un’azione di presa di un braccio robotico, una direzione di movimento della carrozzella, una lettera dalla videotastiera) in base all’analisi dei correlati neurali delle sue attività di pensiero, provvedendo poi a pianificare in ogni dettaglio ed eseguire l’azione corrispondente.