Tecnologie robotiche per la visione in chirurgia mini invasiva transluminale endoscopica
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1 Tecnologie robotiche per la visione in chirurgia mini invasiva transluminale endoscopica Pietro Cerveri Laboratorio NearLab Sezione di Robotica Medica Dipartimento di Bioingegneria Politecnico di Milano In collaborazione con Dipartimento di Chirurgia Generale Ospedale Niguarda, Milano Laboratorio di Robotica, Dipartimento di Ingegneria Meccanica Politecnico di Milano
2 Chirurgia mini invasiva (dal 1985) Laporoscopia, Thoracoscopia, Endoscopia intraluminare, tecniche endovascolari Accessi multipli tramite trocars Colecistectomia (cistifellea), Colectomia (colon) Chirurgia Tradizionale Incisione e esposizione organi trocars laparoscopio
3 Nuova chirurgia endoscopica transluminale (dal 2004) Accesso singola porta attraverso orifizi naturali Minimizza ulteriormente il trauma operatorio, elimina completamente cicatrici esterne Indicato per pazienti obesi Attualmente approccio ibrido La strumentazione chirurgica tradizionale per la visione non èconcepita per questo approccio Per gli endoscopi rigidi il movimento è dipendente dal punto di incisione (fulcro) e la camera rimane parallela agli strumenti Per gli endoscopi flessibili la movimentazione manuale meccanica non è intuitiva Accesso transgastrico Soluzioni possibili: Modificare gli endoscopi convenzionali Concepire e Realizzare nuovi dispositivi miniaturizzati basati su tecnologia robotica
4 Soluzione proposta Per aggiungere gradi di movimento alla telecamera non dipendenti dal punto di inserimento si concepisce un sistema robotico miniaturizzato che deve rispettare le richieste minime di operatività chirurgica Struttura tubolare articolata (due moduli) contenente: illuminatore, sistema ottico, sensore video, micro attuatori, componenti meccatronici Accesso transvaginale
5 Soluzioni tecnologiche Funzionalità automatiche avanzate 1) Controllo sull intensità dell illuminazione della scena 2) Controllo di nitidezza dell immagine 3) Asservimento visuale per il targeting Sistema di illuminazione a LED (Diodi emittitori di luce) superluminescenti a basso consumo (<100mW per 8 diodi Surface Mount Technology) Illuminazione desiderata Illuminazione misurata Controllo automatico illuminazione Misura di intensità luce Controllo LED Acquisizione dell immagin e Zoom ottenuto tramite traslazione della camera tale da garantire operatività close range (es. sutura) e long range (es. valutazione stato patologia, localizzazione vasi sanguigni) Controllo Nitidezza Immagine Modello del robot Misura di sfocatura Controllo di Zoom Acquisizione dell immagine Integrazione a bordo di un micro controllore per gli attuatori Azione desiderata Paradigma di asservimento visuale Modello del robot Controllo Azione Valutazione tecnologia di comunicazione Wireless (Zig bee) Correzione Localizzazion e target Acquisizione dell immagin e
6 Impatto Industria biomedicale: Vantaggio competitivo (nuovo endoscopio robotizzato) Modifica endoscopi esistenti per aumento dell usabilità Configurabiltà modulare della testa dello strumento Aziende Endoscopi Karl Storz (D) Ethicon (J&J) (USA) Wolf (D) Medtronic (USA) Olympus (JP) Microcamere GivenImaging (IL) Pillcam Medigus LTD (IL) IntroSpicio Azienda ospedaliera: Stimolo all utilizzo della tecnica transluminale Ampliamento offerta chirurgica Proposta di tecnologie innovative Chirurgia: Migliore coordinazione occhio mano Manipolazione contemporanea di strumenti multipli Paziente: Chirurgia transluminale riduce cicatrici esterne Diminuzione tempi di recupero Sanità trasparente: possibilità di scelta condivisa tra differenti soluzioni terapeutiche Altre applicazioni industriali Diagnostica e interventi di precisione in impianti complessi in aree difficilmente accessibili
7 Grazie per l attenzionel Pietro Cerveri
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