IL ROBOT DA VINCI IN CHIRURGIA TORACICA
G. CARDILLO, F. CARLEO, M. DI MARTINO
La chirurgia robotica nasce con l’intento di ovviare alle limitazioni della chirurgia laparoscopica (visione piatta bidimensionale, movimenti paradossi degli strumenti, posizioni innaturali del chirurgo, dissociazione fra controllo degli strumenti e visione, impossibilità di effettuare micro suture) mantenendone gli aspetti positivi (ridotte perdite di sangue, minor dolore postoperatorio, precoce ripresa delle funzioni organiche, diminuzione delle infezioni chirurgiche, riduzione della degenza ospedaliera e della successiva convalescenza, precoce recupero lavorativo) che costituiscono il valore aggiunto della chirurgia mininvasiva rispetto alla chirurgia tradizionale. Il progetto iniziale di chirurgia robotica venne elaborato dalla NASA e dall’Esercito Americano negli anni 80, a partire dal 1995 ed è stato successivamente ripreso ed elaborato da due società americane ( Intuitive Surgical e Computer Motion) che nel 2003 si sono fuse, dando origine a un’unica compagnia, la Intuitive che monopolizza attualmente il mercato della chirurgia robotica con il sistema da Vinci®. Nel 2000 la Food and Drug Administration (FDA) statunitense ha approvato l’impiego di questo sistema nella chirurgia generale dando il via allo sviluppo vorticoso tecnologico e di indicazioni chirurgiche.
Il sistema robotico “Da Vinci” si basa su tre componenti: 1)console di controllo/comando dove siede il chirurgo collegata mediante un cavo a fibre ottiche al robot; 2)carrello robotico posizionato al fianco del tavolo operatorio e che monta quattro bracci: uno per l’ottica e tre con gli strumenti operativi; 3)un carrello complementare, che sorregge un monitor per il team chirurgico e le fonti di luce e di insufflazione di CO2. Nella versione messa in commercio nel 2009 (sistema da Vinci® Si) è compresa anche una seconda console, in parallelo alla prima, che può ospitare un secondo chirurgo operatore in training. L’ultima versione del robot, presentata negli USA agli inizi del 2014 ( Da Vinci Xi System), e’ caratterizzata da bracci del robot piu’ sottili, da una ancor piu’ ampia gamma di movimenti, dalla possibilita’ di spostare la posizione dl braccio della telecamera ( attualmente fisso) , e dalla riduzione dei conflitti tra le braccia.
Il chirurgo operatore seduto alla console guarda nello schermo, un’immagine ingrandita e tridimensionale proveniente dalle due telecamere ad alta definizione, introdotte nella cavità corporea attraverso i trocar della laparoscopia. Le mani del chirurgo azionano delle manopole (“master”) che riproducono istantaneamente i movimenti effettuati dalle mani stesse eliminando contemporaneamente i tremori e ampliando il range di movimenti. Il sistema traduce fluidamente i movimenti della mano, del polso e delle dita in precisi movimenti in tempo reale degli strumenti chirurgici posti all'interno del corpo del paziente. Il carrello robotico, provvisto di 3 o 4 bracci meccanici, è indipendente dal tavolo operatorio, facilmente removibile in situazioni di emergenza, anche durante lo svolgersi dell'intervento, trasportabile da una sala all'altra grazie al suo sistema di ruote. Gli strumenti , collegati ai bracci del carrello robotico, sono disegnati con sette gradi di movimento e 90° di angolazione che mima la destrezza della mano e del polso umano. Ogni strumento, similmente a quelli utilizzati nella chirurgia tradizionale a cielo aperto, ha una specifica funzione come, per esempio, il porta aghi per le suture, le pinze, il bisturi elettrico, le forbici, etc. Gli strumenti vengono cambiati al tavolo operatorio dall’aiuto durante l’intervento a seconda delle diverse necessità chirurgiche. Gli strumenti possono essere da 5 e da 8 mm, questi ultimi maggiormente utilizzati . Gli strumenti da coagulazione ( cautery) vengono suddivisi in mono e bipolari. Tra i monopolari esistono l’uncino (hook), la spatola e la forbici. Tra gli strumenti bipolari : le pinze Maryland (Maryland bipolar forceps), le pinze fenestrate (fenestrated bipolar forceps) , le pinze PK da dissezione, e le pinze da dissezione curve. Le pinze da presa ( “grasper”) includono la Cadiere (Cadiere forceps), la Long Tip (Long Tip forceps), la Prograsp (fenestratura singola) (Prograsp forceps) , e la doppia fenestrata (doubel fenestrated grasper). Disponibili anche i porta aghi e gli applicatori di clips. Utilizzati anche gli strumenti ad ultrasuoni ( Harmonic). Non disponibili ancora le suturatrici meccaniche con controllo robotico. Fondamentale, nella chirurgia robotica, è il ruolo del chirurgo aiuto al tavolo operatorio che costituisce il braccio operativo del chirurgo operatore e che utilizza in prima persona le suturatrici meccaniche.
Il Sistema chirurgico Da Vinci permette al chirurgo di lavorare attraverso le minuscole incisioni, tipiche della Chirurgia Minimamente Invasiva, attuando l'intervento chirurgico in modo mai provato prima, per la migliore visione del campo operatorio e la miglior destrezza, precisione e controllo dei movimenti. Riassumendo, i principali vantaggi della chirurgia robotica con da Vinci® Surgical System sono: a)visione tridimensionale grazie all’ottica binoculare senza l'ausilio di occhiali, composto da doppia camera, ciascuna da 3 ccd, con risoluzione di 800 linee per canale; b) magnificazione dell’immagine :le immagini operatorie sono intensificate, migliorate ed ottimizzate usando sincronizzatori di immagine, illuminazione ad alta intensità ed unità di controllo della camera.; c) filtro dei tremori; d) corrispondenza dei movimenti tra mano e punta degli strumenti; e) sistema di movimento strumenti con 7 gradi di libertà , standard su tutti gli strumenti, e 90 gradi di articolazione che consente di riprodurre i movimenti della mano all'interno della cavita’
Sino ad oggi la Intuitive Surgical ha venduto quasi 2500 sistemi robotici , la maggior parte dei quali negli Stati Uniti. Negli ospedali italiani se ne contano circa 60; in Europa siamo al terzo posto per diffusione europeo dopo Germania e Francia
Dal 2000 a oggi sono stati realizzati più di un milione e mezzo di interventi di chirurgia robotica nel mondo. A partire dal primo intervento di cardiochirurgia robotica, effettuato in Europa nel 1998 da Alain Carpentier, non esiste branca della chirurgia che non sia stata coinvolta da questa rivoluzione chirurgica. Il ruolo preponderante e’ svolto dalla chirurgia urologica dove grazie alla prostatectomia, l’adozione del robot è stata rapidissima e la robotica si avvia a diventare il gold standard per questa patologia. Negli Stati Uniti oltre l’83% delle prostatectomie viene ormai effettuato con tecnologia robotica. Altre indicazioni interessanti in chirurgia robotica urologica sono le nefrectomie parziali, le stenosi del giunto pieloureterale e le cistectomie totali. In chirurgia generale, ginecologica, pediatrica, endocrina e otorinolaringoiatrica la chirurgia robotica sta occupando gli spazi prima impegnati dalla laparoscopia anche se la diffusione della chirurgia robotica è stata più lenta e difficile e inoltre per gli interventi più complessi la learning curve è estremamente lunga. I tempi della chirurgia robotica sono nella fase iniziale certamenti piu’ lunghi, soprattutto per il tempo necessario per la vestizione sterile dei bracci robotici e per il “ docking” del robot , che rappresenta l’aggancio dei bracci ai thoracoports robotici. Tuttavi anche i tempi di questa fase si riducono enormemente con la pratica clinica. Gli strumenti operatori sono dotati di articolazione interna “EndoWrist”: i movimenti delle mani del chirurgo alla Console, vengono pesati, filtrati e tradotti in modo fluido, "senza scatti", in precisi movimenti degli strumenti chirurgici EndoWrist, innestati sui bracci del robot all'interno del corpo umano.
A fronte di questi vantaggi esistono certamente gli alti costi di acquisto e gestione, che possono essere solamente superati da un utilizzo integrato e multidisciplinare del robot Da Vinci. Una piattaforma robotica costa più di 2 milioni di euro e a questo costo iniziale si associano poi un costo annuo di esercizio legato al consumo degli strumenti monouso e all’assistenza tecnica. Gli strumenti , inoltre , pur essendo multiuso hanno un limitato numero di utilizzo (“vite”). Questi costi rappresentano inevitabilmente un forte limite alla sua diffusione.
In chirurgia toracica, pioniere della chirurgia robotica e’ certamente la drssa Franca Melfi, chirurgo toracico dell’Universita’ di Pisa , che nel 2001 a Pisa ha eseguito la prima lobectomia polmonare robotica al mondo. Presso l’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana hanno attualmente sede il Centro di Chirurgia Robotica ( Polo regionale toscano ) e la Scuola ACOI di chirurgia Miiniinvasiva e robotica diretti dalla drssa Melfi . La tecnologia robotica permette di eseguire interventi di lobectomia polmonare in modo totalmente endoscopico, senza l’utilizzo della minitoratomia di servizio, che costituisce elemento fondamentale dell’approccio miniivasivo videotoracoscopico. Inoltre la linfoadenectomia, grazie alla visione 3D appare piu’ precisa e completa. Nel campo della chirurgia del mediastino la superiorita’ della robotica rispetto alla videotoracoscopia appare piu’ evidente: il braccio robotico permette la visualizzazione da un solo lato ( in genere il sinistro) di entrambi i nervi frenici permettendo una timectomia completa e radicale. Presso l’Azienda Ospedaliera San Camillo Forlanini la chirurgia robotica toracica e’ iniziata nel marzo 2013 grazie alla collaborazione della dr.ssa F. Melfi con la nostra U.O.: la prima lobectomia robotica e’ stata eseguita nell’aprile 2013, e la prima timectomia robotica nel giugno dello stesso anno.
Nella piu’ ampia serie di lobectomie robotiche presenti in letteratura che comprende 325 lobectomie eseguite dal 2002 al 2010 in 3 centri ( 2 in Italia , l’Azienda Ospedaliera Universitaria Pisana e lo IEO di Milano, ed uno negli USA, il Memorial Sloan-Kettering Cancer Center di New York) non sono stati riportati decessi intraoperatori, la mortalita’ globale e’ stata dello 0.3% ( 1 caso di embolia polmonare) , la morbidita’ globale e’ stata del 25.2%, il tasso di conversione dell’ 8%, il tempo operatorio medio di 206 minuti [1]. In tutti i casi le lobectomie sono state eseguite secondo i criteri del “consensus statement CALGB 39802” per la VATS lobectomy: incisione di servizio senza divaricazione costale delle dimensioni di 3-4 cm, guida videoscopica, dissezione vascolare tradizionale dell’ilo [2]. Un recente studio di Wilson su 302 lobectomie provenienti dal database della Society of Thoracic Surgeons ha dimostrato che la linfoadenectomia robotica consente un upstaging linfonodale superiore alla VATS e comparabile alla resezione open [3]
In chirurgia toracica l’approccio miniinvasivo alla lobectomia ( VATS o robotica) e’ ancora frenato da limiti tecnologici e di training. Uno studio americano effettuato dal Collaborative Research Group, X-SOLA, ha dimostrato che il 49.3% dei chirurghi ancora esegue la lobectomia solamente con tecnica open ma il 92% di questi sarebbe disponibile ad imparare le nuove tecniche [4]. La continua evoluzione tecnologica sicuramente rende piu’ agevole e sicura la metodica chirurgica [5]
Nel campo della chirurgia del mediastino – sia anteriore che posteriore- la tecnica robotica presenta maggiori vantaggi rispetto all’approccio videotoracoscopico. Una loggia stretta , come il mediastino anteriore, ove e’ richiesta una chirurgia radicale -sia per la timectomia nel paziente miastenico che in quello con timoma - non e’ facilmente accessibile con il videotoracoscopio mentre puo’ essere completamente esplorata con il robot Da Vinci.
Uno studio di Marulli et al su 100 pazienti sottoposti a timectomia per miastenia grave presso l’Universita’ di Padova ha dimostrato che il tempo medio operatorio e’ stato di 120 minuti, la mortalita’ nulla, e la morbidita’ globale del 6%. Il tasso di remissione dalla miastenia e’ stato piu’ alto nei pazienti che avevano uno stadio I / II sec la classificazione della “ Myasthenia Gravis Foundation of America” e i recettori AbAchR+ [6].
Uno studio sulla fattibilita’ della timectomia robotica nei timomi eseguita in 4 centri su 79 pazienti trattati dal 2002 al 2011, ha documentato che la procedura e’ effettuabile in modo completo e corretto, senza mortalita’ e con una morbidita’ globale del 12.7%, con un tasso di sopravvivenza a 5 anni del 90 %. I timomi erano in stadio I/II sec. Masaoka, con diametro medio di 3 cm. [7].
Uno studio di Keijzers su 138 timectomie robotiche eseguite dal 2004 al 2012, ha dimostrato la fattibilita’ della procedura anche nelle forme in stadio piu’ avanzato ( III e IVa sec Masaoka) [8].
Uno studio di Cerfolio su 153 resezioni robotiche di lesioni del mediastino posteriore o inferiore eseguite in 30 mesi negli USA presso l’Universita’ di Alabama a Birmingham, ha evidenziato la estrema duttilita’ della tecnologia robotica nell’approccio in queste sedi anatomiche [9]
In conclusione, il robot Da Vinci appare come una metodica di estrema utilita’ in chirurgia toracica, permettendo il completamento delle maggiori procedure sia sul polmone che sul mediastino , con risultati che possono essere superiori , a breve e lungo termine, sia alla tecnica open che a quella Videotoracoscopica. I fattori che ostacolano la diffusione della chirurgia robotica sono certamente il costo elevato ed il training che risulta lungo.
Si prospetta che il da Vinci possa venire utilizzato in futuro per effettuare vere e proprie operazioni di chirurgia robotica a distanza. La possibilità di operazioni in modalità remota dipende dalla disponibilità per il paziente di un'apparecchiatura da Vinci e di qualcuno in grado di praticare le aperture, ma da un punto di vista tecnico l'apparecchiatura permetterebbe, per esempio, ad un medico negli Stati Uniti di operare un paziente in Antartide.
BIBLIOGRAFIA
1) Park BJ, Melfi F, Mussi A. et Al. Robotic lobectomy for non-small cell lung cancer (NSCLC): long-term oncologic results. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012 Feb;143(2):383
2) Swanson SJ, Herndon JE 2nd, et al. Video-assisted thoracic surgery lobectomy: report of CALGB 39802- -a prospective, multi-institution feasibility study. J Clin Oncol 2007;25:4993-4997
3) Wilson JL, Louie BE, Cerfolio RJ et Al. Ann Thorac Surg. 2014 Apr 11. The Prevalence of Nodal Upstaging During Robotic Lung Resection in Early Stage Non-Small Cell Lung Cancer
4) Cao C, Tian DH, Wolak K, Oparka et Al. Cross-sectional survey on Lobectomy approach. Chest. 2014 Feb 6. doi: 10.1378/chest.13-1075.
5) Melfi FM, Fanucchi O, Davini F, et Al. Robotic lobectomy for lung cancer: evolution in technique and technology. Eur J Cardiothorac Surg. 2014 Mar 9.
6) Marulli G, Schiavon M, Perissinotto E, et Al. Surgical and neurologic outcomes after robotic thymectomy in 100 consecutive patients with myasthenia gravis. J Thorac Cardiovasc Surg. 2013 Mar;145(3):730-735
7) Marulli G, Rea F, Melfi F, et Al. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012 Nov;144(5):1125-30. Robot-aided thoracoscopic thymectomy for early-stage thymoma: a multicenter European study
8) Keijzers M, Dingemans AM, Blaauwgeers H et Al. 8 Years' experience with robotic thymectomy for thymomas. Surg Endosc. 2013 Nov 15. [Epub ahead of print],
9) Cerfolio RJ1, Bryant AS, Minnich DJ . Operative techniques in robotic thoracic surgery for inferior or posterior mediastinal pathology. J Thorac Cardiovasc Surg. 2012 May;143(5):1138-1143.
U.O.C. di Chirurgia Toracica, Azienda Ospedaliera San Camillo-Forlanini, Roma