Studio preclinico ex vivo di un sistema robot-assistito per ablazione con ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU): valutazione della sicurezza e della risposta istopatologica.

Neoplasms are among the leading causes of morbidity and mortality in veterinary medicine, with a considerable impact on both the health of companion animals and the well-being if their owners. Conventional treatment options, such as surgery, radiotherapy and chemotherapy, while sometimes yielding satisfactory outcomes, are often limited by invasiveness, high costs, frequent recurrences and adverse side effects that compromise the patient's quality of life. In recent years, research has focused on innovative and less invasive strategies capable of ensuring therapeutic efficacy while reducing the risk of complications. Within this framework, high-intensity focused ultrasound (HIFU) has emerged as a promising technology that uses acoustic energy to induce localised coagulative necrosis in target tissues while preserving the surrounding structures. The aim of this experimental study was to assess, in an ex vivo preclinical model, the reliability and safety of the ØSCARTM system (Soundsafe Care Srl, Pisa), a robot-assisted, ultrasound-guided HIFU device, with particular emphasis on lesion reproducibility and histopathological response. The research was conducted on porcine liver samples and structured in to two phases. The first focused on analyzing the duty cycle, a parameter that expresses the fraction of time in which the system remains active compared to the complete cycle, defined as the fraction of time the system remains active within each cycle, in order to identify the most favourable conditions for obtaining regular, circumscribed and predictable lesions. The second phase evaluated the system’s ability to perform complex ablation sequences through robotic control of shot positioning and timing, thereby simulating more realistic therapeutic scenarios. Macroscopic and histological analysis confirmed the formation of well-defined coagulative necrosis, with mean lesion dimension of 6.0 mm in height and 3.0 mm in width per single shot. Lower duty cycle were more effective in producing more symmetrical and homogeneous lesions, while multi-shot protocols demonstrated the possibility of modulating lesion size in a controlled manner, thereby expanding the potential applications of the technology. Overall, these findings support the hypothesis that HIFU may represent a promising therapeutic approach in veterinary oncology, combing the benefits of a non-invasive treatment with high selectivity and reproducibility. Although the study is limited by its ex vivo design and relatively small sample size, the results provide a valuable basis for future in vivo investigations. From a clinical perspective, this technology holds the potential to improve the management of neoplasms in veterinary medicine, offering more targeted and less traumatic treatments, with broader implications for both comparative and translational medicine.

Le neoplasie rappresentano una delle principali cause di morbilità e mortalità in medicina veterinaria, con un impatto significativo sia sulla salute degli animali da compagnia sia sulla vita dei loro proprietari. Le terapie convenzionali, quali la chirurgia, la radioterapia e la chemioterapia, pur offrendo risultati clinici talvolta soddisfacenti, si associano spesso a limiti significativi: invasività, costi elevati, recidive frequenti e pesanti effetti collaterali che compromettono la qualità di vita del paziente. Negli ultimi anni la ricerca si è orientata verso strategie innovative e meno invasive, capaci di garantire efficacia terapeutica e, al contempo, ridurre il rischio di complicanze. In questo panorama si inseriscono gli ultrasuoni focalizzati ad alta intensità (HIFU), una tecnologia emergente che sfrutta l’energia acustica per indurre necrosi coagulativa localizzata, preservando i tessuti sani circostanti. Il presente studio sperimentale ha avuto l’obiettivo di valutare, in un modello preclinico ex vivo, l’affidabilità e la sicurezza del sistema ØSCARTM (Soundsafe Care Srl, Pisa), un dispositivo medicale per terapia HIFU con assistenza robotica e guida ecografica, con particolare attenzione alla riproducibilità delle lesioni e alla risposta istopatologica indotta. La ricerca è stata condotta su campioni di fegato suino e articolata in due fasi: nella prima si è analizzato il duty cycle, parametro che esprime la frazione di tempo in cui il sistema rimane attivo rispetto al ciclo completo, con lo scopo di determinare le condizioni più favorevoli per ottenere lesioni regolari, circoscritte e predicibili; nella seconda si è valutata la capacità del sistema di eseguire sequenze complesse di ablazione mediante un controllo robotico di posizione e temporizzazione di spari multipli, simulando scenari terapeutici più realistici. L’osservazione macroscopica e l’analisi istologica hanno evidenziato la formazione di necrosi coagulativa ben delimitata, con dimensioni medie per singolo sparo pari a 6,0 mm in altezza e 3,0 mm in larghezza. Duty cycle ridotti hanno favorito la formazione di lesioni più simmetriche e omogenee, mentre i test con spari multipli hanno dimostrato la possibilità di modulare l’estensione del danno in modo controllato, ampliando il potenziale applicativo della tecnologia. Nel complesso, i risultati ottenuti supportano l’ipotesi che la tecnologia HIFU possa rappresentare un approccio terapeutico promettente in oncologia veterinaria, grazie alla combinazione di non invasività, selettività e riproducibilità. Sebbene lo studio presenti limiti legati all’uso di un modello ex vivo e a una dimensione campionaria ridotta, i dati raccolti costituiscono una base solida di partenza per futuri studi. In prospettiva, l’applicazione clinica di questa tecnologia potrebbe contribuire a migliorare la gestione delle neoplasie in ambito veterinario, offrendo approcci terapeutici più mirati e meno traumatici, con ricadute di rilievo anche per la medicina comparata e traslazionale.