#FasSalute. Intubazione tracheale neonatale: dal virtuale al reale tra arte e robotica

L’intubazione tracheale è una procedura invasiva complessa, che talvolta può procurare anche delle lesioni, specialmente nei pazienti più piccoli. Migliorare la formazione del personale sanitario sulla manovra, attraverso un apprendimento efficace, interattivo e piacevole come un videogioco, è l’obiettivo di S3-InNeo, progetto di ricerca tra i beneficiari del Bando Fas Salute della Regione Toscana, a metà tra la simulazione chirurgica e la biorobotica. Il simulatore e la strumentazione sensorizzata per l’intubazione a cui sta lavorando il partenariato che coinvolge Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana e Istituto di Biorobotica della Scuola Sant’Anna di Pisa, trova applicazione nella chirurgia/gestione intensivista del bambino e in quella mini-invasiva in un’ottica di riduzione del rischio clinico. Di S3-InNeo abbiamo parlato con il referente scientifico, il dottor Armando Cuttano, responsabile dell’Unità professionale "Nina" dell’AOU di Pisa. 

Cosa intendete sviluppare con il progetto?
Il nostro è un lavoro integrato di medicina e biorobotica. Nello specifico, intendiamo sviluppare un sistema ad alta tecnologia, costituito da un manichino testa-collo e un videolaringoscopio, entrambi sensorizzati e utilizzabili sia in un sistema integrato che singolarmente, per la formazione autogestita del personale sanitario, a partire dai neonatologi. L’obiettivo è aiutarli ad apprendere o migliorare la procedura della intubazione tracheale, in un’ottica di riduzione del rischio clinico e ottimizzazione della gestione del paziente.

Parliamo di una manovra particolarmente delicata
L’intubazione tracheale, necessaria sia in condizioni di emergenza-urgenza che di elezione, è una procedura invasiva complessa, che talvolta può procurare lesioni secondarie. Il neonatologo può trovarsi in una situazione ambigua, tra la pratica fatta sul manichino - ovvero un simulatore più o meno “infedele” in ordine di resistenza dei materiali e di verosimiglianza delle strutture anatomiche - e la situazione clinica reale, in assenza di un feedback qualitativo del gesto che garantisca la sicurezza del paziente.

Esiste già qualcosa di simile sul mercato o si tratterebbe di un’innovazione?
Non esiste ad oggi, in ambito neonatale, un sistema che valuti il gesto dell’intubazione sotto il profilo pressoreo in vari punti di strutture anatomiche critiche come la lingua, l’arco dentale superiore e inferiore, il vallo glossoepiglottico, il dorso dell’epiglottide e la trachea. Nel dispositivo che intendiamo sviluppare, queste misurazioni saranno invece possibili sul manichino testa-collo sensorizzato e, superati valori soglia predeterminati, genereranno allarmi visivi e sonori su un display collegato. Il software dedicato permetterà di analizzare i valori, disegnare i vettori e poi implementare la visione in restituzione grafica animata.

L’obiettivo è far capire al personale sanitario cosa avviene, passo dopo passo?
Esatto. Il nostro device consentirà l’analisi del gesto punto per punto, sia con feedback immediato, che con possibilità di analisi e valutazione differita. Lo strumento usato per l'intubazione sarà un videolaringoscopio, in grado di registrare la veduta operatore e sovrapporla all’animazione creata dall’elaborazione software. La seconda fase del progetto prevede la sensorizzazione della lama del laringoscopio: ciò permetterà di continuare a usare il sistema tecnologico e il software non solo sulla testina di silicone, ma anche nel contesto di un’intubazione vera sul paziente. Così l’apprendimento della procedura medica esce da quella che oggi è una prassi empirica e diventa un insegnamento calibrato, con ritorni immediati in termini di formazione del personale e di sicurezza del paziente.

Quali sono i soggetti che compongono il partenariato?
La ricerca sarà sviluppata da due prestigiosi enti scientifici, l’Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana (U.O. Neonatologia) e la Scuola Superiore Sant'Anna di Pisa (Istituto di Biorobotica), che vantano già una forte e preesistente collaborazione. Al nostro fianco ci sono due imprese attive in Toscana, Invernizzi e Filistrucchi. Il consorzio si struttura come collaborazione di professionalità estremamente diverse, ma complementari tra loro: la collaborazione tra medici, ingegneri, tecnici e artigiani si propone come occasione fruttuosa di arricchimento culturale, in simbiosi tra arte e scienza.

Come si svilupperà il progetto?
I bioingegneri dell’Istituto Biorobotica, che vanta una decennale e riconosciuta esperienza nella robotica chirurgica diagnostica e terapeutica, progetteranno il prototipo sulla base dei dati anatomici raccolti e studiati dai neonatologi, sceglieranno i materiali idonei e realizzeranno il modello sensorizzando la strumentazione. L'intero team progetterà il software. Infine, il personale medico organizzerà e condurrà i corsi di formazione per testare e validare il sistema proposto, in un ambiente ideale per questo tipo di attività, ovvero il Centro di Formazione e Simulazione Neonatale "Nina" dell'Azienda Ospedaliero Universitaria Pisana.

Qual è il ruolo delle due imprese e in che termini la loro partecipazione può rappresentare un valore aggiunto per il progetto?
Al di fuori dei vincoli brevettuali e dei manufatti in commercio, che riteniamo non idonei al nostro scopo, la bottega Filistrucchi, storico esercizio teatrale, realizzerà una testa neonatale: partendo da un modello reale (immagini TAC e RMN), con una attenta scelta di materiali plastici e di siliconi, otterremo un manichino ad alta fedeltà su cui posizionare dei sensori pressorei. La Invernizzi, distributrice Storz, con i suoi laboratori, ci permetterà di migliorare le interfacce con il videolaringoscopio e la restituzione video dei prodotti finiti assemblati.

Che cosa vi aspettate in termini di risultati?
Il nostro progetto di ricerca si pone un obiettivo generale estremamente innovativo, con potenziale ricaduta diretta sulla assistenza clinica. L’ambizione è quella di costruire un device innovativo, frutto dell’esperienza di neonatologi abituati alla pratica dell’intubazione e di bioingegneri esperti di microtecnologie per applicazioni mediche, che permetta all’utente un apprendimento idoneo, sicuro, interattivo e piacevole come un videogioco. La realtà virtuale e reale saranno integrate, al servizio di una migliore pratica assistenziale nell'emergenza delle sale parto, soprattutto per il personale di nuova assunzione nelle terapie intensive neonatali e per il retraining in simulazione negli ospedali di primo e secondo livello con casistica in vivo meno numerosa.

La ricaduta sulla pratica clinica sarebbe immediata
Sì, i risultati ottenuti avranno immediata trasferibilità nella pratica clinica, permettendo una rapida implementazione delle buone pratiche assistenziali e della riduzione del rischio clinico, come auspicato dalla programmazione sanitaria del Ministero della Salute e della Regione Toscana. Il nostro progetto intende formulare soluzioni tecnologiche innovative concrete per le imprese aderenti e garantire la loro rapida diffusione, tramite eventuale brevetto finale, a tutte le aziende dell'ambito produttivo.

Il bando regionale Fas Salute. S3-InNeo è uno dei 5 progetti che si sono aggiudicati il co-finanziamento pubblico a seguito dello scorri