Percorsi di formazione personalizzati, capaci di adattarsi alla curva di apprendimento di ciascun discente e favorire la formazione dei futuri chirurghi che andranno ad operare con il robot. Tutto questo grazie all’intelligenza artificiale e a un simulatore basato su realtà virtuale, come dimostra uno studio svolto all’Università di Pisa che ha visto coinvolto un gruppo di ricerca internazionale guidato da Andrea Moglia del Dipartimento di Ricerca Traslazionale e delle Nuove Tecnologie in Medicina e Chirurgia in collaborazione con Sir Alfred Cuschieri dell’Università di Dundee (Regno Unito).

Predire la curva di apprendimento

Lo studio prevedeva che un gruppo di studenti di medicina eseguisse specifici esercizi al simulatore per chirurgia robotica fino al raggiungimento del livello di competenza richiesto. Successivamente sono stati sviluppati via software vari modelli di intelligenza artificiale per prevedere il tempo e il numero di tentativi di ciascun esercizio in cui i partecipanti avrebbero completato il loro percorso di formazione.

Simulatore Pisa

Utilizzando una particolare configurazione (chiamata ensemble learning) in cui si aggregavano più modelli di reti neurali è stato possibile ottenere un’accuratezza più elevata (fino al 95% in alcuni casi) rispetto a qualunque altro modello di machine learning. I risultati dello studio, al quale ha partecipato anche il gruppo di chirurgia generale di Luca Morelli, sono stati pubblicati su Surgical Endoscopy, una delle riviste più autorevoli in chirurgia.

Lo studio condotto presso l’Ateneo pisano rappresenta la più elevata casistica internazionale nel settore e si basa sull’esperienza di Andrea Moglia nella simulazione in chirurgia robotica iniziata nel 2009 presso il centro EndoCAS, diretto dal professor Mauro Ferrari, e che lo ha visto utilizzare per primo in Italia i simulatori virtuali per il sistema di chirurgia robotica da Vinci.

“Esattamente dieci anni fa in questo periodo – commenta Moglia – raccoglievo i dati dello studio per valutare l’abilità innata per la chirurgia tra gli studenti di medicina. Questa volta abbiamo pensato di utilizzare l’intelligenza artificiale per predire la loro curva di apprendimento con lo scopo di ritagliare il percorso formativo in base alle capacità innate dei discenti. Il nostro approccio non si limita al robot da Vinci ma può essere applicato anche ai sistemi per chirurgia robotica di nuova generazione che stanno facendo il loro ingresso sul mercato. Inoltre, può essere esteso a qualunque simulatore chirurgico”.

L’intelligenza artificiale consente ai computer di imparare a svolgere determinati compiti, tra cui la previsione di trend, attraverso modelli matematici costruiti a partire dai dati. La disponibilità di computer e modelli sempre più avanzati ha fatto sì che negli ultimi anni l’intelligenza artificiale sia stata applicata con successo a vari settori, in primis quello delle auto a guida autonoma. Anche la sanità ne sta beneficando. Una delle ultime branche della medicina ad essersi affacciata all’intelligenza artificiale è la chirurgia che potenzialmente offre numerose applicazioni a cominciare dalla formazione dei chirurghi.