Un nuovo avanzato sistema di imaging per la neurochirurgia

Emoled è partner del Consorzio Europeo HyperProbe che, entro il 2027, svilupperà un nuovo sistema di imaging ottico compatto, economico, trasportabile (“HyperProbe”) in grado di misurare la funzione cerebrale e di guidare il chirurgo durante gli interventi di rimozione del tumore cerebrale.

Sono più di 13 milioni i pazienti che necessitano di un intervento al cervello ogni anno. Misurare la funzione cerebrale è fondamentale durante la neurochirurgia, ad esempio, durante la rimozione dei tumori cerebrali. I neurochirurghi devono distinguere tra tessuto sano e tumore e garantire l’integrità della funzione cerebrale del paziente durante e dopo l’intervento chirurgico. Inoltre, devono identificare i bordi del tumore per rimuoverlo con precisione, salvando il tessuto sano. Per svolgere il loro compito e aumentare l’efficacia dell’intervento, i chirurghi richiedono sistemi di neuronavigazione in grado di fornire loro informazioni quantitative, accurate e in tempo reale, sull’attività cerebrale e sulla posizione del tumore. Gli attuali sistemi di navigazione presentano importanti limitazioni in quanto non forniscono ai chirurghi informazioni sufficienti, sono troppo invasivi o non possono valutare l’attività cerebrale con sufficiente precisione. Inoltre, la caratterizzazione biochimica del tumore, necessaria per una rilevazione precisa della sua estensione, può essere ottenuta con l’imaging avanzato.

Pertanto, il consorzio HyperProbe si baserà su dispositivi di laboratorio da adattare ad un contesto clinico. Il consorzio proporrà un nuovo dispositivo di imaging multifunzionale iperspettrale per fornire una valutazione, intraoperatoria, in tempo reale, quantitativa e accurata dell’attività cerebrale e dell’estensione del tumore. Utilizzando un approccio di neuroimaging ottico, senza contatto e quindi minimamente invasivo, il dispositivo fornirà informazioni biochimiche esaustive sul tessuto cerebrale e sulle caratteristiche del tumore, durante la chirurgia e durante la stimolazione dell’attività corticale. “Durante l’intervento il sistema HyperProbe illuminerà il cervello esposto, con luce non ionizzante, e misurerà i segnali riflessi e fluorescenti provenienti dal tessuto cerebrale”, spiega Francesco Pavone dell’Università di Firenze e Coordinatore del progetto. “Algoritmi di apprendimento automatico (machine learning) specifici per l’analisi delle immagini identificheranno biomarcatori dell’attività cerebrale nell’area interessata. Queste informazioni saranno consegnate al medico in tempo reale tramite la realtà aumentata”, aggiunge.

Il progetto svilupperà e validerà un dispositivo economico, trasportabile e facile da usare da integrare con la strumentazione clinica esistente e pienamente adatto per la sala operatoria. “Nell’ambito di HyperProbe, effettueremo studi di fattibilità per valutare le prestazioni del dispositivo HyperProbe sui pazienti. Valideremo le prestazioni di imaging e le misurazioni di attività cerebrale durante la chirurgia del tumore al cervello. Questa analisi osservazionale, proof-of-concept, aprirà la strada per portare questo nuovo strumento altamente promettente negli ospedali”, afferma Camilla Bonaudo, dell’Azienda Ospedaliera Universitaria di Careggi.

Il progetto avrà un impatto significativo sulla pratica clinica, in quanto il consorzio propone, per la prima volta, un approccio decisionale basato sull’imaging funzionale e sull’apprendimento automatico in neurochirurgia. Il dispositivo HyperProbe sarà il primo dispositivo di imaging ottico quantitativo, multi-biomarker, utilizzato in neurochirurgia come guida, per preservare la funzione celebrale, minimizzare il rischio di danno neurologico post-operatorio e per migliorare l’aspettativa di vita dei pazienti.

Per raggiungere questo ambizioso obiettivo, il consorzio HyperProbe riunisce ricercatori, ingegneri e fisici nel campo dell’imaging ottico e dello sviluppo di dispositivi medici, informatici, esperti di intelligenza artificiale, neurologi e neurochirurghi di otto istituzioni accademiche e partner industriali di tutta Europa: Università degli Studi di Firenze (IT), Emoled (IT), Technische Universität München (GE), Université Lyon 1 Claude Bernard (FR), Centre National de la Recherche Scientifique (FR), Azienda Ospedaliera Universitaria di Careggi (IT), Istituto europeo per la ricerca di imaging biomedico (AU), Hospices Civils de Lyon (FR), University College London (GB).

Il progetto HyperProbe riceve finanziamenti dal programma di ricerca e innovazione Horizon Europe dell’Unione europea (grant agreement No 101071040).

Per saperne di più visita l’website del progetto: https://hyperprobe.eu/