Gli astronauti della Nasa hanno problemi di vista? Adesso pensa a loro Città della Salute di Torino

La Città della Salute di Torino studierà la vista degli astronauti per la NASA. Molti astronauti sono colpiti dalla SANS (Sindrome neuro-oculare associata ai voli spaziali). Questo è un progetto per realizzare un modello per capire se gli aspiranti astronauti sono predisposti a sviluppare la SANS. La posizione del paziente operato in chirurgia laparoscopica addominale, dove la CDSS è leader a livello mondiale, ha effetti simili a quelli dell'assenza dello stimolo gravitazionale per gli astronauti con effetti simili sugli occhi. Da qui lo studio.

Tutto iniziato nel 2005

Nel 2005, in un astronauta americano di ritorno da una missione di 6 mesi sulla stazione spaziale internazionale, fu per la prima volta riscontrato un edema della papilla in associazione ad altre modificazioni retiniche e ad un appiattimento del globo oculare con ipertensione endocranica. Nacque la SANS (Sindrome neuro-oculare associata ai voli spaziali): modificazioni della struttura del globo oculare con un appiattimento del globo e shift ipermetropico. Sfortunatamente, in alcuni astronauti, queste alterazioni si rivelano permanenti comportando una riduzione della vista e danni del campo visivo. Per questi motivi la comprensione dei meccanismi fisiopatologici alla base della SANS e la ricerca di adeguate contromisure rivestono un ruolo prioritario.

Da qui nasce il progetto di realizzare un modello predittivo per capire se gli aspiranti astronauti sono predisposti a sviluppare la SANS. Tra i principali attori ci sono la Città della Salute e della Scienza di Torino (CDSS) con le Strutture di Chirurgia generale 1 universitaria, la Clinica urologica universitaria e la Clinica Oculistica universitaria, la Nasa, i data scientists di Milano Bicocca, il Politecnico di Torino, le Università di Houston – Texas, Sydney e Wellington.

I medici che saranno coinvolti

A coordinare il progetto da Torino saranno il dottor Andrea Grosso (medico chirurgo specialista in oftalmologia) ed il professor Mario Morino (Direttore del Dipartimento di Chirurgia CDSS).

In particolare i medici torinesi stanno definendo le caratteristiche di uno “stress test” le cui ricadute serviranno non solo a comprendere meglio i moventi patogenetici di questa sindrome, ma anche per arricchire la conoscenza sull’ipertensione endocranica, patologia neurochirurgica spesso idiopatica.

Una sfida tutta italiana su Intelligenza artificiale e medicina spaziale unica nel suo genere nel panorama internazionale. La chirurgia mininvasiva laparoscopica, nella quale la CDSS è leader europeo, è attualmente considerata l’opzione di scelta per il trattamento chirurgico di svariate patologie addominali. L’approccio mininvasivo infatti determina un minor traumatismo chirurgico per il paziente e diversi studi ne hanno dimostrato l’efficacia in termini di ridotto dolore postoperatorio, ridotta degenza e più veloce ripresa rispetto alla tradizionale chirurgia. Si tratta di un tipo di intervento durante il quale i malati sono operati a testa in giù. Anche in questo caso se la procedura e l’angolatura con il quale il paziente viene messo a testa in giù dura molto si può riscontrare, seppur in maniera transitoria, alcuni problemi oftalmologici.

Sfida tutta italiana su IA e medicina spaziale

Durante il volo spaziale l’assenza dello stimolo gravitazionale altera l’equilibrio dei processi fisiologici. Tra gli analoghi fisici a terra utilizzati per lo studio della SANS, quello più comune è il posizionamento protratto dei pazienti con capo reclinato, di 6 gradi, realizzando una condizione per cui la testa risulta essere più bassa rispetto alle estremità. Un altro scenario clinico è quello che si realizza in chirurgia laparoscopica addominale nei pazienti sottoposti a pneumoperitoneo.

Durante la chirurgia laparoscopica infatti l’addome dei pazienti viene “gonfiato” determinando un aumento di pressione intra-addominale ed i pazienti vengono mantenuti in posizione di Trendelenburg (sdraiato in posizione supina con la testa più in basso rispetto al bacino e alle gambe) per l’intera durata dell’intervento chirurgico. L’ipotesi dunque è che il modello di induzione del pneumoperitoneo in chirurgia laparoscopica associato al posizionamento in Trendelenburg dei pazienti riproduca le condizioni di un analogo terrestre per la SANS e possa essere sfruttato per lo studio di questa condizione e per la ricerca di possibili fattori predittivi di insorgenza.

Gli obiettivi di questo studio

L’obiettivo dello studio è quello di studiare le modificazioni morfologiche e funzionali oculari che intervengono durante interventi di chirurgia laparoscopica per approfondire la conoscenza riguardo a possibili effetti a breve-medio termine della chirurgia mininvasiva sulla capacità visiva e campimetrica dei pazienti (estensione del campo visivo).

Tali dati verranno inoltre utilizzati per lo sviluppo di modelli matematici e di Intelligenza Artificiale finalizzati allo studio dei meccanismi fisiopatologici che stanno alla base del manifestarsi della SANS e dell’identificazione di possibili fattori predittivi favorenti l’insorgere della SANS stessa. Si tratta di pazienti adulti di età compresa tra i 40 e i 75 anni con indicazione ad intervento chirurgico addominale con tecnica mininvasiva laparoscopica o laparoscopica robot-assisted con durata prevista superiore ai 120 minuti, afferenti alla Chirurgia generale 1 universitaria (diretta dal professor Mario Morino) ed alla Urologia universitaria (diretta dal professor Paolo Gontero).

I pazienti inclusi nello studio verranno inviati a valutazione specialistica oftalmologica con esecuzione di esami strumentali presso l’Oculistica universitaria (diretta dal professor Michele Reibaldi) sia preoperatoriamentre sia a distanza di 4 settimane dall’intervento chirurgico. Inoltre durante l’intervento chirurgico verrà eseguito un monitoraggio della pressione oculare. 

Come verranno utilizzati i dati

I dati ottenuti dallo studio verranno inoltre condivisi in forma pseudonomizzata, ovvero identificati tramite codice alfanumerico, con il Laboratorio Interdipartimentale POLITO BioMedLab del Politecnico di Torino (responsabili scientifici Stefania Scarsoglio e Luca Ridolfi) ed utilizzati per la creazione di modelli matematici finalizzati allo studio dei meccanismi fisiopatologici che stanno alla base del manifestarsi della SANS. Allo stesso modo, i dati verranno condivisi sempre in forma pseudonomizzata con il Dipartimento di Informatica, Sistemistica e Comunicazione – Università Milano – Bicocca (responsabili scientifici Federico Cabitza e Luca Marconi), dove, attraverso l’utilizzo di tecniche informatiche di Intelligenza Artificiale, si studieranno possibili fattori predittivi di insorgenza di SANS e si procederà all’elaborazione di uno stress test per l’identificazione dei soggetti a rischio di sviluppo di questa condizione.

L'importanza di questa sperimentazione

“Questa sperimentazione internazionale con la Città della Salute e della Scienza capofila conferma quelle che sono le enormi potenzialità dei nostri ospedali e dei nostri professionisti riconosciute a livello mondiale sono solo dal punto di vista clinico assistenziale, ma anche dal punto di vista della ricerca. Questo deve essere un motivo di orgoglio per la sanità piemontese ed un punto di partenza di quello che sarà il futuro Parco della Salute, della Ricerca e dell’Innovazione” dichiara Thomas Schael (Commissario CDSS).