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Università degli Studi di Roma Tor Vergata Tecnologie Chirurgiche Innovative (Prof. Francesco Rulli, Dipartimento di Chirurgia) Robotica in Chirurgia stato.

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Presentazione sul tema: "Università degli Studi di Roma Tor Vergata Tecnologie Chirurgiche Innovative (Prof. Francesco Rulli, Dipartimento di Chirurgia) Robotica in Chirurgia stato."— Transcript della presentazione:

1 Università degli Studi di Roma Tor Vergata Tecnologie Chirurgiche Innovative (Prof. Francesco Rulli, Dipartimento di Chirurgia) Robotica in Chirurgia stato dellarte e nuove tecnologie Francesco Rulli

2 Storia della robotica in chirurgia 1985: Kwoh, Young et al. primo robot utilizzato su un paziente per neurochirurgia PUMA 260 – 22 pazienti 1989: Lavallée, Benabid et al. primo paziente in neurochirurgia robot industriale modificato ancora in uso (Neuromate) 1991: Davies et al. primo paziente per TURP PUMA : primo paziente in chirurgia dellanca ROBODOC (ISS Inc.) ancora in uso 1994: AESOP – Endoscope holder for laparoscopic procedures prima concessione FDA (Computer Motion Inc.) 1998: primo CABG con DaVinci (Intuitive Surgical, Inc.) 2001: Operazione Lindbergh teleoperazione New York / Strasburgo con sistema ZEUS (CMI)

3 Sistemi di posizionamento e estrazione utilizzati per aiutare il chirurgo durante loperazione Bracci di supporto per la laparoscopia capaci di cambiare la loro posizione in accordo con le necessità del chirurgo Esempio: AESOP ® Automated Endoscopic System for Optimal Positioning Sistemi semplici

4 Sistemi complessi Manipolatori Manipolatori End-effectors End-effectors Endosensori (di forza, pressione, campo elettrico, radioattività…) Endosensori (di forza, pressione, campo elettrico, radioattività…) Sistemi di visione 3-D Sistemi di visione 3-D Interfaccia uomo-macchina Interfaccia uomo-macchina Sistemi master-slave composti da: Esempi: ZEUS da Vinci

5

6 ZEUS

7 Vantaggi derivanti dallutilizzo di sistemi robotici Soluzione alle limitazioni ergonomiche e visive dei sistemi di laparoscopia (più gradi di libertà, visione 3D) Soluzione alle limitazioni ergonomiche e visive dei sistemi di laparoscopia (più gradi di libertà, visione 3D) Elevata precisione (filtraggio del tremore, motion scaling) Elevata precisione (filtraggio del tremore, motion scaling) Ideali per compiti ripetitivi (suture) Ideali per compiti ripetitivi (suture) Telechirurgia Telechirurgia Riduzione della perdita di sangue e del dolore Riduzione della perdita di sangue e del dolore Ridotta invasività (incisioni da 7 a 12 mm per trocar) Ridotta invasività (incisioni da 7 a 12 mm per trocar) Riduzione dei tempi post-operatori Riduzione dei tempi post-operatori Minor impiego di personale in sala operatoria Minor impiego di personale in sala operatoria Training Training

8 Svantaggi Costo Costo (ZEUS: $975,000; daVinci: $ 1,000,000) (strumentazione daVinci: $1,400-2,500, limitata a dieci sessioni) Curva di apprendimento Curva di apprendimento (12-18 pazienti, circa 40 ore) Tempi operatori prolungati per il personale non specializzato (paziente più a lungo sottoposto ad anestesia e alla macchina cuore-polmoni) Tempi operatori prolungati per il personale non specializzato (paziente più a lungo sottoposto ad anestesia e alla macchina cuore-polmoni) Diffidenza del paziente e/o del chirurgo Diffidenza del paziente e/o del chirurgo Non ci sono evidenze di problemi relativi a guasti o procedure scorrette (buone misure di sicurezza)

9 Imaging 3D e visualizzazione False 3-D imaging Due immagini create, una sfasata o ritardata rispetto allaltra Interlacciate a 120 Hz su singolo schermo Mancanza di percezione di profondità Utilizzo di shutter glasses sincronizzati True 3-D imaging Due immagini create da due diverse camere Percezione di profondità dovuta alla visione binoculare Utilizzo di caschetto provvisto di due display oppure di visione immersiva

10 Imaging 3-D: Virtual Retinal Display Vantaggi dellutilizzo: Risoluzione Colori Ergonomicità Alimentazione Scalabilità Costo

11 Manipolatori e end-effectors Miglioramento dei precedenti sistemi laparoscopici in termini di ergonomicità e gradi di libertà Utilizzo del principio degli elementi di Müglitz per lorientazione di strumenti di chirurgia laparoscopica Sistema endowrist TM Esempio di sutura

12 Interfaccia uomo-macchina: force-feedback e interfacce aptiche Dispositivi in grado di trasmettere sensazioni di forza e tattili allutente, responsabili della scalabilità del movimento e del filtraggio del tremore fisiologico del chirurgo Sensori sul sistema slave attivo Sensazioni sul sistema master passivo Diversi sistemi possono essere implementati per migliorare le capacità umane e rendere virtualmente azzerata la distanza tra le mani del chirurgo e gli end-effectors nel corpo del paziente

13 Interfacce aptiche: training Queste interfacce sono largamente utilizzate a scopo di simulazione e didattica nellambito della chirurgia robotica Sistema Kismet

14 Telechirurgia 7/09/2001: Operazione Lindbergh Colecistectomia su una donna 68enne con sistema ZEUS Distanza: oltre 6200 km (New York – Strasburgo) Ritardo medio: 155 ms (300 ms soglia limite di sicurezza) con sistema di fibre ottiche ATM Ritardo limite di un segnale affinché non venga percepito dal chirurgo: 6 ms Necessità di semiautonomia per operare in telechirurgia a grande distanza (più di 10 mila km)

15 Chirurgia tradizionale e robotica a confronto Chirurgia Tradizionale LaparoscopiaChirurgia Robotica Tempo operazione3,5 ore4-5 ore3,5 ore DegenzaDue giorniUn giorno Lunghezza totale dellincisione 5 pollici2 pollici Perdita di sangue Stimata 375 cc400 cc116 cc Visualizzazione3-D2-D3-D Ingrandimento Fino a 3X con Occhiali Fino a 6X con singola camera Fino a X con due camere ad alta risoluzione Manipolazione degli strumenti NormaleContro-intuitivaNormale (Micro-precision) Esempio riferito a prostatectomia effettuata con sistema da Vinci TM UC Irvine Medical Center, Irvine, CA

16 Esempi di chirurgia robotica Prostatectomia effettuata con sistema da Vinci TM

17 Esempi di chirurgia robotica Nefrectomia totaleBypass coronarico

18 Esempi di chirurgia robotica Neurochirurgia con sistema Neuromate Colecistectomia


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