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Tecnologie di supporto Terapia e Chirurgia

5G e chirurgia: un intervento lungo 3000 km

Scritto da Mario Roberto

Grazie al 5G stiamo entrando in una nuova era della chirurgia robotica e date le capacità di questa nuova tecnologia il chirurgo ha potuto operare ad una distanza di 3000 km dal paziente.

Lo scorso marzo, il Dr. Ling Zhipei ha effettuato un intervento neurochirurgico su un paziente affetto dal morbo di Parkinson, ricoverato al PLA General Hospital di Pechino. Vediamo un altro grande esempio di chirurgia robotica automatizzata: il chirurgo ha potuto eseguire l’operazione manovrando gli strumenti utili da una clinica situata sull’isola di Hanian, precisamente nella città di Sanya, distante 3.000 Km dalla capitale cinese. Tutto questo è stato possibile grazie alla collaborazione con il colosso della telefonia mobile Huawei, che ha fornito la copertura per la rete 5G utilizzata dal Dr. Zhipei per lo scambio della grande mole di dati utili per la riuscita dell’intervento. L’atto chirurgico, iniziato alle 9 del mattino, durato circa 3 ore, consisteva nell’effettuare una DBS (deep brain stimulation), tecnica dimicrochirurgia concernente l’impianto di elettrodi all’interno dei nuclei profondi delle cellule del cervello e collegati a loro volta con dei cavi a un Pacemaker.

Il paziente, stando alle comunicazioni dei media locali, subito dopo l’operazione si è pronunciato esclamando: “I feel good” testimoniando quindi la riuscita dello stesso.

Qual è la vera novità?

La vera novità, però, non sta nel fatto che l’intervento chirurgico sia stato effettuato da un ospedale all’altro da remoto (cosa che è stata dimostrata essere possibile già nel 2001), ma nel fatto che hanno usato la tecnologia di connessione 5G. Infatti, questo tipo di connessione ha risolto quelli che erano i problemi delle tecnologie precedenti cioè tempi di latenza lunghi e quindi imprecisione nei movimenti del chirurgo. Errori che il Dr. Ling Zhipei non poteva permettersi data la minuziosità con cui devono essere impiantati gli elettrodi.

Fig.2 Modello di un set-up per la chirurgia a distanza

Vediamo nello specifico com’è fatto un set-up di chirurgia a distanza: abbiamo, come vediamo modellizzato in Fig.2, il chirurgo posto (ad esempio dall’altra parte del mondo) davanti a una Master Console che tramite gli appositi comandi interagisce con la sala operatoria. Il chirurgo, a sua volta, riceve i dati dei parametri vitali del paziente, i dati di feedback dei suoi movimenti e tramite una telecamera 3D ad alta risoluzione riesce a sopperire alla sua mancanza visiva all’interno della sala operatoria. Tutti questi dati, però, ricordiamoci che devono arrivare al chirurgo intonsi e per questo è fondamentale l’uso della connessione 5G. Infatti, le performance della chirurgia robotica a distanza come vediamo schematizzato nella Fig.3, dipendono fortemente dai tempi di latenza della connessione, dal jitter (variazione dell’onda di un segnale periodico) e dal fattore di perdita di pacchetti.

Fig3. Tabella che riassume i requisiti da rispettare per ogni sensore usato nella chirurgia a distanza

La tecnologia 5G

Questa si basa sulla riduzione dei tempi di latenza che si stimano essere dimezzati rispetto alla rete LTE garantendo TTI (time transmission interval) inferiori a 1ms grazie ad un vero e proprio “spezzettamento” del frame e ciascun frammento ottenuto può essere programmato in modo indipendente da un nuovo canale in-band con il risultato di una diminuzione della latenza del 94,4%.

I risultati sopracitati sono fondamentali per la riuscita di un intervento in cui viene usata la chirurgia robotica automatizzata. Infatti, d’ora in avanti si potranno perfezionare quelle che erano le precedenti tecnologie di Robotic Assisted Surgery come STAR o implementarne delle altre. Ad esempio, al King’s College di Londra è stata mostrata una sonda, usata come rappresentazione di un “dito biologico“, che può far percepire al chirurgo il senso del tatto e inviare in tempo reale la localizzazione di eventuali noduli duri all’interno dei tessuti molli e quindi mostrerà la presenza di tessuti cancerogeni. Oppure, invece che curare si potrà anche prevenire, cioè in caso di impossibilità di un paziente di raggiungere un medico si potranno inviare, ad esempio, i dati di una TAC 3D

Oltre la biomedica

Insomma, se il 3G era un contagocce di dati e il 4G è stato un rubinetto, il 5G diventa un acquedotto. I dati scorreranno con una capacità e una velocità mai viste prima, facendo da colonna vertebrale a delle vere e proprie aziende automatizzate.Queste performance, oltre che nell’ambito biomedicale, posso essere utilizzate in svariate applicazioni, ad esempio:

  • auto a guida autonoma: il van di Huawei che gira attorno al 5G park di Shenzhen, l’area dove si svolgono i test del nuovo standard, per esempio, non solo è guidato da remoto, ma offre anche la visione fluida di film in 4K in streaming ai passeggeri
  • intelligenza artificiale: Richard Yu,Ceo di Huawei, durante la presentazione del modem 5G ha fatto l’esempio del traduttore vocale: ci basterà pronunciare una frase perché un server cloud ci restituisca la traduzione in un’altra lingua in tempo reale. Un po’ come avere un interprete simultaneo in tasca.
  • automazione: ne è un esempio T-HR3, il robot di Toyotapensato per aiutare gli esseri umani in ambienti domestici, ospedali, cantieri, zone colpite da disastri e addirittura nello spazio: lo si controlla fino a 10 chilometri di distanza attraverso un visore 3D proprio grazie alla connessione 5G.

Vivremo una vera e propria rivoluzione sia nel nostro microcosmo quotidiano e sia a livello globale permettendo di fare grandi e belle cose, come ad esempio salvare vite.


Bibliografia e approfondimenti
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Informazioni autore

Mario Roberto

Studente di ingegneria biomedica a Pisa. Interessato a tutto ciò che riguarda la tecnologia e soprattutto alle innovazioni, frutto della ricerca in campo biomedico

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