Controllo del movimento di precisione per una migliore cura del paziente

Una volta considerato un concetto futuristico, la chirurgia assistita da robot sta rendendo “l’impossibile” più di routine. I chirurghi ora possono eseguire interventi chirurgici salvavita da remoto sui pazienti da migliaia di chilometri di distanza. Inoltre, è stato riscontrato che la chirurgia robotica minimamente invasiva e di alta precisione riduce in modo significativo le complicazioni post-chirurgiche.

L’automazione sta trasformando il settore medico, aiutando gli operatori sanitari umani a migliorare il comfort, l’assistenza e i risultati dei pazienti. CGI Inc., parte del portafoglio di movimento industriale di Timken, innova soluzioni di trasmissione e tecnologie di processo che favoriscono la precisione e l’efficienza negli interventi chirurgici assistiti da robot, migliorando il benessere e la longevità dei pazienti in tutto il mondo.

“I nostri clienti stanno creando soluzioni mai viste prima. Ci considerano un’estensione delle loro risorse di ricerca e sviluppo e progettazione interna e si affidano a noi per risolvere i problemi il prima possibile nel processo di design”.

Tim Pirie
Chief technology officer, CGI Inc.

Innovazione medica che definisce il futuro

Un mercato high-tech ancora agli albori, i robot chirurgici stanno compiendo i primi passi per trasformare l’assistenza ai pazienti su vasta scala. Oggi, vengono eseguiti più di 14 milioni di interventi chirurgici assistiti da robot ogni anno, rispetto ai tre milioni del 2017.

La crescita e l’innovazione sono in corso da 25 anni. Secondo Tim Pirie, chief technology officer di CGI Inc, i sistemi robotici chirurgici hanno lunghi cicli di sviluppo a causa dei loro progetti complessi, dei requisiti di precisione avanzati e dell’ambiente medico altamente regolamentato.

“I nostri clienti stanno creando soluzioni mai viste prima”, ha affermato Pirie. “Ci considerano un’estensione delle loro risorse di ricerca e sviluppo e progettazione interna e si affidano a noi per risolvere i problemi il prima possibile nel processo di design”.

Le soluzioni di trasmissione di precisione di CGI sono utilizzate nei robot chirurgici per consentire la trazione e il posizionamento preciso. I chirurghi utilizzano i comandi per manipolare bracci robotici in grado di eseguire una riparazione della valvola cardiaca, rimuovere un’appendice o trattare il cancro. Alcuni sistemi sono dotati di un braccio robotico per interventi chirurgici con incisione singola; i sistemi più sofisticati utilizzano fino a quattro braccia per gestire le procedure più impegnative e offrire una maggiore flessibilità in sala operatoria.

Molte di queste piattaforme chirurgiche sono costituite da più sottosistemi e le soluzioni CGI non sono limitate a uno solo di essi, ma ne supportano diversi.

L’esperienza tecnica di CGI promuove anche l’innovazione medica oltre la chirurgia. A supporto della diagnostica, CGI influenza la progettazione di broncoscopie robotiche che consentono la diagnosi precoce del cancro ai polmoni e apparecchiature automatizzate di test di laboratorio che identificano la malattia. Alcune delle più piccole trasmissioni a ingranaggi di precisione di CGI aiutano i cuori artificiali a pompare automaticamente il sangue per i pazienti che vivono con insufficienza cardiaca avanzata.

La tecnologia di queste applicazioni è in continua evoluzione e le apparecchiature guidate da CGI sono le fondamenta su cui si sta costruendo la prossima generazione di automazione medica.

Eredità di ricerca e sviluppo incentrata sul cliente

Fondata nel 1967 come California Gear and Instrument da ingegneri, la CGI ha inizialmente aiutato le industrie aerospaziali e dei dispositivi medici a innovare per ottenere molti “primati” tecnici.

Con un’influenza progettuale che risale alle missioni Apollo della NASA, la CGI ha progettato una trasmissione di precisione personalizzata per l’utensile che gli astronauti hanno utilizzato per completare la prima missione di servizio del telescopio spaziale Hubble nel 1993. Lo strumento è ancora in servizio oggi a bordo della Stazione spaziale internazionale.

Questa esperienza nel settore aerospaziale si è tradotta molto bene nel nascente mercato dei dispositivi medicali. Negli anni ‘70, le prime procedure di successo di sostituzione del ginocchio sono state eseguite utilizzando strumenti di chirurgia ortopedica con apparecchiature di CGI.

“Lavorare con le ossa comporta sfide difficili e i nostri clienti di utensili chirurgici avevano bisogno di trasmissioni in grado di creare una coppia maggiore per prestazioni impeccabili”, ha affermato Pirie. “Eravamo uno dei pochi con quella competenza”.

Pirie ha aggiunto che ci sono parallelismi tra l’ortopedia precoce e il mercato odierno dell’automazione medica. “Ci sono solo una manciata di aziende e ingegneri all’avanguardia perché è tutto nuovo”, ha dichiarato. “I clienti sanno che possiamo supportarli perché abbiamo contribuito a risolvere le più grandi sfide tecniche della medicina moderna fin dall’inizio”.

Uno dei primi innovatori di robotica chirurgica si è avvicinato alla CGI dopo aver sperimentato il guasto delle trasmissioni di serie nell’80% dei suoi primi robot. Gli esperti tecnici e di ricerca e sviluppo di CGI hanno rapidamente personalizzato una nuova soluzione per risolvere il problema delle prestazioni e riportare la piattaforma robotica in produzione. Presto, lo stesso cliente ha chiesto agli esperti CGI di sviluppare una soluzione personalizzata in grado di correggere un problema di gioco con le trasmissioni a ingranaggi standard di un concorrente.

Oggi, gli esperti di ricerca e sviluppo e ingegneria di CGI sono coinvolti all’inizio del ciclo di progettazione di quel cliente. Una collaborazione precoce porta a soluzioni di ingranaggi di precisione più integrate che migliorano l’efficienza sia delle apparecchiature che dei processi interni del cliente.

Il risultato è un’innovazione più rapida che sta ampliando rapidamente l’accesso dei pazienti alle cure mediche supportate dall’automazione. Sempre più test diagnostici stanno diventando automatizzati per gestire volumi più elevati. La robotica, una volta limitata a procedure specifiche, viene adottata per la chirurgia generale per trattare una gamma più ampia di patologie.

Pirie ha aggiunto: “È sbalorditivo pensare alla complessità che ci è voluta per arrivare qui e a cosa sarà possibile in futuro. È emozionante essere parte dell’innovazione”.

Published: 2025/06/5