E se nella chirurgia bariatrica si potesse vedere il risultato di un intervento prima ancora di prendere il bisturi?
È una delle sfide che un gruppo di ricercatori dell’Università di Padova sta provando ad affrontare, con B-APP, piattaforma sviluppata da un team guidato da Chiara Giulia Fontanella ed Emanuele Carniel. Come? Creando un gemello digitale dello stomaco: una copia virtuale dell’organo sulla quale simulare l’intervento prima di eseguirlo sul paziente reale. Può sembrare un semplice dato anatomico, ma non lo è. La lunghezza dell’intestino può infatti influenzare la pianificazione di alcune procedure e i loro risultati, mentre oggi può essere difficile determinarla con precisione prima dell’intervento.
Non esiste uno stomaco uguale all’altro
Ogni anno nel mondo vengono eseguiti oltre 500 mila interventi di chirurgia bariatrica, nonché diverse procedure utilizzate nel trattamento dell’obesità. Una di queste, per esempio, è ridurre la capacità dello stomaco o modificare il percorso attraverso cui il cibo attraversa l’apparato digerente.
Eppure, gli interventi riguardano soltanto una piccola parte delle persone potenzialmente eleggibili. Oltre un miliardo di persone nel mondo convive infatti con l’obesità, una malattia cronica associata a numerose complicanze e capace di compromettere la salute di diversi organi e apparati.
La chirurgia bariatrica può produrre importanti benefici, ma c’è un problema: ogni paziente è diverso.
Anatomia, caratteristiche dei tessuti e risposta dell’organismo possono variare da una persona all’altra. Di conseguenza, prevedere con precisione quale sarà l’esito di una determinata procedura nel singolo paziente rappresenta ancora una sfida.
Ed è proprio qui che entra in gioco la possibilità di costruire una sua controparte virtuale.
Un gemello digitale dello stomaco per supportare la chirurgia bariatrica
Il percorso dei ricercatori è iniziato con SBOM-AI, un sistema che combina immagini mediche e intelligenza artificiale per stimare in maniera non invasiva la lunghezza dell’intestino tenue. Con B-APP, il gruppo sta cercando di fare un ulteriore passo in avanti: non limitarsi a ricostruire l’anatomia, ma simulare il comportamento dello stomaco dopo l’intervento.
L’obiettivo è integrare immagini mediche, bioingegneria, modelli matematici e intelligenza artificiale per realizzare una rappresentazione virtuale capace di riprodurre alcune caratteristiche dello stomaco di uno specifico paziente. Su questo modello sarebbe quindi possibile simulare virtualmente una procedura chirurgica e studiare come potrebbe cambiare il funzionamento dell’organo.
Il chirurgo potrebbe così confrontare scenari differenti prima di entrare in sala operatoria: modificare virtualmente l’anatomia, osservare le conseguenze previste e utilizzare queste informazioni per pianificare un intervento sempre più personalizzato.
Una chirurgia bariatrica sempre più personalizzata
Ma mangiare e sentirsi sazi non dipende soltanto dalle dimensioni dello stomaco. Quando ingeriamo un alimento entra in funzione una complessa rete di segnali: la parete gastrica si distende, nutrienti e molecole vengono rilevati dall’apparato digerente e informazioni nervose e chimiche raggiungono il cervello, contribuendo alla percezione della fame e della sazietà.
Per questo il progetto guarda oltre il solo stomaco.
Lo stesso gruppo sta lavorando alla modellizzazione dell’asse intestino-cervello, con l’obiettivo di costruire una rappresentazione sempre più completa del percorso che dall’ingestione del cibo conduce alla percezione della sazietà.
Un passaggio interessante nella chirurgia bariatrica, i cui effetti non dipendono esclusivamente dalla riduzione delle dimensioni dello stomaco, ma coinvolgono anche meccanismi metabolici, ormonali e nervosi. Tuttavia, la strada per la pratica clinica è ancora lunga. I modelli dovranno essere sviluppati, validati e dimostrare di riuscire a prevedere in maniera sufficientemente affidabile ciò che accade nel paziente reale.