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Neurochirurgia: al Besta di Milano nuovi strumenti tra 3D, imaging e realtà virtuale

Neurochirurgia: al Besta di Milano nuovi strumenti tra 3D, imaging e realtà virtuale
L’arrivo delle nuove tecnologie rafforza la Neurochirurgia del Besta, un riferimento a livello mondiale che porta la realtà virtuale in sala operatoria

Grazie a un finanziamento della Regione Lombardia, la Neurochirurgia della Fondazione IRCCS Istituto Neurologico Carlo Besta di Milano ha potenziato ulteriormente l’equipaggiamento del proprio blocco operatorio con l’acquisizione di nuove apparecchiature innovative.

Il finanziamento di 1,3 milioni di euro ha permesso di acquisire due esoscopi che vanno a sostituire il più classico microscopio e che permettono di operare con speciali visori 3D. Nel caso di tumori, interventi di chirurgia spinale o funzionale, le immagini sono trasmesse in tempo reale su schermi di grandi dimensioni con un ingrandimento ad alta definizione, senza far perdere luminosità e dettaglio.

A queste apparecchiature, si aggiunge O-Arm il sistema di imaging intraoperatorio multidimensionale (2D/3D), che permette di compiere operazioni con estrema accuratezza ponendosi come l’evoluzione dei precedenti sistemi Tac intra-operatori. Quest’ultimo viene utilizzato prevalentemente nei pazienti con disturbi del movimento e negli interventi di chirurgia spinale.

Nel contempo, le già presenti strumentazioni Surgical Theater (simulatori neurochirurgici e neuro-navigatori che rielaborano le sequenze di immagini bidimensionali acquisite durate gli esami diagnostici di risonanza magnetica (RMN) e di tomografia computerizzata (TC) costruendo modelli in 3D della parte anatomica interessata) sono stati aggiornati e arricchiti con software che consentono l’esecuzione di interventi in realtà aumentata, tecnologia utilizzata prevalentemente nella rimozione dei tumori cerebrali.

neurochirurgia

I simulatori

Nell’ambito del programma di formazione, basato sulla simulazione degli interventi chirurgici, il centro per la simulazione e il training neurochirurgico Besta NeuroSim Center ha potuto arricchire il proprio bagaglio tecnologico attraverso l’introduzione dei due più recenti simulatori NeuroVr-Accurate.

Tali strumenti, molto simili ai simulatori di volo utilizzati in aviazione, riproducono vari scenari chirurgici in realtà virtuale e con sensibilità tattile, consentendo ai chirurghi in formazione e a operatori più esperti di esercitarsi in un’ampia gamma di task neurochirurgici.

“Si tratta di tecnologie all’avanguardia – spiega Francesco Di Meco, Direttore del Dipartimento di Neurochirurgia del Besta e Professore Ordinario di Neurochirurgia presso l’Università Statale di Milanoa cui si aggiunge anche la risonanza magnetica Intraoperatoria, grazie alle quali il Blocco Operatorio del Besta diventa uno tra i più equipaggiati e qualificati al mondo. L’utilizzo di queste nuove tecnologie permette al neurochirurgo una maggior precisione d’intervento: questo ci consentirà di essere sempre più sicuri nei confronti del paziente e allo stesso tempo meticolosi nell’individuare e, dove possibile, eliminare la malattia”.

L’arrivo di queste nuove tecnologie rafforza la Neurochirurgia del Besta, un riferimento a livello mondiale con le sue cinque sale operatorie, la collaborazione con l’unità operativa complessa terapia intensiva-neuroanestesia e quella di radioterapia.

Oltre a ciò, troviamo il programma di Neurochirurgia Virtuale, il Besta Neurosim Center, che consiste in una piattaforma per la formazione e la sicurezza, unica in Europa, che proietta l’Istituto tra i centri all’avanguardia. È infatti dotato di simulatori neurochirurgici avanzati (NeuroTouch, ImmersiveTouch) con possibilità di visualizzare in 3D l’esatta struttura del cervello e delle lesioni che saranno aggredite chirurgicamente, aumentando la sicurezza e l’efficacia di trattamento dei pazienti in sala operatoria.

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Il cerotto High Tech che monitora la circolazione sanguigna

nano-ingegneria
Presentato il prototipo del cerotto che permette di monitorare e controllare il flusso sanguigno e di segnalare anomalie per prevenire un infarto o un ictus

Gli ingegneri della University of California di San Diego hanno presentato su Nature Biomedical Engineering un nuovo progetto dedicato al monitoraggio medico continuo dei segnali fisiologici dai tessuti profondi. I tradizionali dispositivi indossabili estensibili sono limitati dalla profondità di penetrazione del segnale e dalle difficoltà nella risoluzione dei segnali da tessuti specifici. Da qui è stato sviluppato e testato un prototipo di phased array ultrasonico, un cerotto tecnologico per il monitoraggio dei segnali emodinamici dai tessuti che arriva a una profondità di 14 cm sotto la pelle.

Il dispositivo consente la focalizzazione attiva e la direzione dei fasci di ultrasuoni su una gamma di angoli di incidenza, in modo da mirare alle regioni di interesse. In volontari sani, viene dimostrato che il phased array può essere utilizzato per monitorare gli spettri Doppler dai tessuti cardiaci, registrare le forme d’onda del flusso sanguigno centrale e stimare la fornitura di sangue cerebrale in tempo reale.

La composizione del cerotto

Secondo Sheng Xu, professore di nanoingegneria presso la UCSD Jacobs School of Engineering, “Questo tipo di dispositivo indossabile può dare un quadro più completo e più accurato di ciò che sta succedendo nei tessuti profondi e negli organi critici come il cuore e il cervello. Il tutto agendo dalla superficie della pelle”. Il cerotto è costituito da un sottile foglio di polimero flessibile ed estensibile, che aderisce alla pelle. Al suo interno sono stati inseriti trasduttori a ultrasuoni millimetrici. Ognuno è controllato da un computer e questo fornisce al cerotto la capacità di andare più in profondità e allargare il proprio raggio d’azione.

Il cerotto, morbido ed elastico, è un dispositivo di monitoraggio del flusso sanguigno in grado di segnalare anomalie e prevenire un infarto o un ictus. Può essere indossato sul collo o sul petto, in corrispondenza di vene e arterie, fornendo informazioni preziose in tempo reale aiutando i medici a effettuare diagnosi di malattie cardiovascolari, ipertensione, trombosi o problemi circolatori.

La phased array offre due modalità principali di funzionamento. In una tutti i trasduttori possono essere sincronizzati per trasmettere più onde ultrasonore insieme, il che produce un fascio di ultrasuoni ad alta intensità che si concentra su un punto in profondità. Nell’altra modalità, i trasduttori possono essere programmati per trasmettere fuori sincrono, producendo fasci di ultrasuoni che possono essere indirizzati ad angoli diversi.

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Il phased array consiste in una griglia di 12×12 trasduttori a ultrasuoni. Quando l’elettricità scorre attraverso i trasduttori, questi vibrano ed emettono onde ultrasonore che viaggiano attraverso la pelle e in profondità. Quando le onde a ultrasuoni penetrano attraverso un vaso sanguigno importante, incontrano il movimento dei globuli rossi che scorrono all’interno. Questo movimento cambia, o sposta, il modo in cui le onde a ultrasuoni fanno eco al cerotto. Lo spostamento nei segnali riflessi viene raccolto dal dispositivo e utilizzato per creare una registrazione visiva del flusso sanguigno. Questo stesso meccanismo può anche essere usato per creare immagini in movimento delle pareti del cuore.

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