della robotica in - mimos.it · chirurgia endoluminale (endovascolare,endobronchiale,intragastrica)...

Università degli studi di Roma“Tor Vergata”

ESPERIENZE CLINICHE DELLA ROBOTICA IN

CHIRURGIA GENERALE

Prof. A.L.GASPARICattedra di Chirurgia Generale

Università di Roma “Tor Vergata”

ESPERIENZE CLINICHE ESPERIENZE CLINICHE DELLA ROBOTICA IN DELLA ROBOTICA IN

CHIRURGIA GENERALECHIRURGIA GENERALE

Prof. A.L.GASPARIProf. A.L.GASPARICattedra di Chirurgia Generale Cattedra di Chirurgia Generale

UniversitUniversitàà di Roma di Roma ““Tor VergataTor Vergata””

“Il Futuro non è ciò a cui siamo abituati”

….Yogi Berra

Any sufficiently advanced technology

is indistinguishable from magic

- - Arthur C. Clarke

Courtesy of Richard M. Satava, MD FACS-Professor of Surgery

1920: I MICROSCOPIO ELETTRONICO

1958: I PACEMAKER IMPIANTABILE

1970: I TAC

1972: I PET

LA MICROCHIRURGIALA MICROCHIRURGIA

Microsurgery Jensen, SRI International July, 1999



Il robot in chirurgia generaleIl robot in chirurgia generale

CHIRURGIA MININVASIVACHIRURGIA MININVASIVA

19701970SEMMSEMM 19851985

MUHEMUHE

20002000ROBOTICAROBOTICA



CHIRURGIA MININVASIVACHIRURGIA MININVASIVA

Le nuove tecnologieLe nuove tecnologie



SVILUPPO DELLE NUOVE SVILUPPO DELLE NUOVE TECNOLOGIETECNOLOGIE

•• INTERVENTI ENDOSCOPICI VIDEOINTERVENTI ENDOSCOPICI VIDEO--GUIDATIGUIDATI:

Chirurgia endoluminale (endovascolare,endobronchiale,intragastriChirurgia endoluminale (endovascolare,endobronchiale,intragastrica)ca)

•• TECNICHE ABLATIVE ALTERNATIVE:TECNICHE ABLATIVE ALTERNATIVE:

Utilizzo di nuove forme di energia (laser,radiofrequenze,crioablUtilizzo di nuove forme di energia (laser,radiofrequenze,crioablazione,azione,

highhigh--intensity focused ultrasonography)intensity focused ultrasonography)



TELEMEDICINATELEMEDICINA

TeleconsultingTeleconsulting

TelementoringTelementoring

TelemanipulationTelemanipulation RoboticaRobotica

Linee ISDNLinee ISDN

InternetInternet



TELECHIRURGIATELECHIRURGIA

••Digitalizzazione dei dati chirurgiciDigitalizzazione dei dati chirurgici

••Ricostruzione 3DRicostruzione 3D

••Modelli corporei multiparametriciModelli corporei multiparametrici

••Confronto con riscontro intraoperatorioConfronto con riscontro intraoperatorio

••Navigazione computerizzata e Navigazione computerizzata e chirurgia roboticachirurgia robotica



INCREMENTO DELLA ROBOTICA IN INCREMENTO DELLA ROBOTICA IN CHIRURGIACHIRURGIA

ROBOT INDUSTRIALIROBOT INDUSTRIALI

19761976

Poche centinaiaPoche centinaia

19991999

1 milione1 milione

Crescita annua :Crescita annua :

20%20%



INCREMENTO DELLA ROBOTICA IN INCREMENTO DELLA ROBOTICA IN CHIRURGIACHIRURGIA

ROBOT IN CHIRURGIAROBOT IN CHIRURGIA

19991999

500500

20202020

1500015000

Ipotizzando Ipotizzando una crescita una crescita annua del annua del 20%20%

••300 Laparoscopia300 Laparoscopia

••30 Neurochirurgia30 Neurochirurgia

••30 Sperimentali30 Sperimentali

••20 Ortopedia20 Ortopedia

••10 Biopsia prostata10 Biopsia prostata

••Alcuni telechirurgiaAlcuni telechirurgia



MEDLINE INDEX MEDICUSMEDLINE INDEX MEDICUS

Gennaio 1998 LugGennaio 1998 Luglio 2001lio 2001

677 Pubblicazioni:677 Pubblicazioni:

1.1. 100100 Cardiochirurgia Cardiochirurgia 5.5. 2323 Urologia Urologia

2.2. 48 48 Telemedicina Telemedicina 6.6. 18 18 OrtopediaOrtopedia

3.3. 4343 Neurochirurgia Neurochirurgia 7. 8 7. 8 CHIRURGIA GENERALECHIRURGIA GENERALE4.4. 35 35 MicrochirurgiaMicrochirurgia


MEDLINE INDEX MEDICUSMEDLINE INDEX MEDICUS

Gennaio 2002 Luglio 2Gennaio 2002 Luglio 2003003

Migliaia di Pubblicazioni:Migliaia di Pubblicazioni:

Centinaia di Centinaia di CHIRURGIA GENERALECHIRURGIA GENERALE

LA FILOSOFIA ROBOTICALA FILOSOFIA ROBOTICA



CHIRURGIA ROBOTICACHIRURGIA ROBOTICA

SOLO SURGERYSOLO SURGERY

POSIZIONAMENTOPOSIZIONAMENTOOTTICAOTTICA

RETRAZIONERETRAZIONE



CHIRURGIA ROBOTICA CHIRURGIA ROBOTICA –– SOLO SURGERYSOLO SURGERY

SISTEMI ATTIVI PER ILSISTEMI ATTIVI PER ILPOSIZIONAMENTO DELLPOSIZIONAMENTO DELL’’OTTICAOTTICA

JoystickJoystick

Guida vocaleGuida vocale

CascoCasco

PedalePedale

Courtesy of Alberto Arezzo

CHIRURGIA ROBOTICA CHIRURGIA ROBOTICA –– SOLO SURGERYSOLO SURGERY

SISTEMI COMPLESSI

• UNITA’ MASTER

•SEZIONE SLAVE


COMPUTER MOTION


INTUITIVE



LA FILOSOFIA ROBOTICALA FILOSOFIA ROBOTICA

Surgical robots need to become moreSurgical robots need to become more

••modularmodular••robustrobust••easily assembled easily assembled ••significantly smaller significantly smaller ••significantly lighter significantly lighter

M. ANVARI, 2005

LAPROTECHLAPROTECH

•• 1992: ROBODOC 11992: ROBODOC 1°° paziente (hip surgery) paziente (hip surgery) ––(ISS Inc.) (ISS Inc.) ––ancora in usoancora in uso

•• 1994: AESOP 1994: AESOP –– Endoscope holder per laparoscopia Endoscope holder per laparoscopia -- 11°°FDA clearance (Computer Motion Inc.)FDA clearance (Computer Motion Inc.)

••1998: 11998: 1°° CABG endoscopico con DaVinci (Intuitive CABG endoscopico con DaVinci (Intuitive Surgical, Inc.)Surgical, Inc.)

••2001: Lindberg operation : telechirurgia New2001: Lindberg operation : telechirurgia New--York / York / Strasbourg con ZEUS (CMI)Strasbourg con ZEUS (CMI)

STORIA RECENTESTORIA RECENTE

UNIVERSITAUNIVERSITA’’ DI ROMADI ROMA--TOR VERGATATOR VERGATA

University of Rome“Tor Vergata”

Minimally Invasive and Robotic Surgery in ItalyMinimally Invasive and Robotic Surgery in Italy




VANTAGGIVANTAGGI GRADI DI LIBERTAGRADI DI LIBERTA’’




VANTAGGIVANTAGGI

VISIONE VISIONE TRIDIMENSIONALETRIDIMENSIONALE

TECNICATECNICABIMANUALEBIMANUALE

POSIZIONE DEL CHIRURGOPOSIZIONE DEL CHIRURGO••Eliminazione del tremoreEliminazione del tremore

••Demoltiplicazione dei movimentiDemoltiplicazione dei movimenti




DEMOLTIPLICAZIONE DEMOLTIPLICAZIONE DEIDEI

MOVIMENTIMOVIMENTI

MICROANASTOMOSIMICROANASTOMOSI




GAGNERGAGNER(1998)(1998)

TECNICA VANTAGGIOSA TECNICA VANTAGGIOSA CON SUTURE CON SUTURE

6/0 E 7/06/0 E 7/0

•• FACILITARE GLI INTERVENTI PIFACILITARE GLI INTERVENTI PIÙÙ DIFFUSIDIFFUSI

•• AUMENTARE IL NUMERO DI CHIRURGHI CHE AUMENTARE IL NUMERO DI CHIRURGHI CHE ESEGUONO PROCEDURE COMPLESSEESEGUONO PROCEDURE COMPLESSE

•• CONSENTIRE NUOVI INTERVENTICONSENTIRE NUOVI INTERVENTI

••EFFETTUARE INTERVENTI A DISTANZAEFFETTUARE INTERVENTI A DISTANZA





PROBLEMI:PROBLEMI:

••COMPLESSITCOMPLESSITÀÀ DEL SOFTWAREDEL SOFTWARE

••INTERFACCIA UOMOINTERFACCIA UOMO--ROBOTROBOT



PROBLEMIPROBLEMI

1.1. SENSIBILITASENSIBILITA’’ TATTILETATTILE2.2. MODULAZIONE DELLA FORZAMODULAZIONE DELLA FORZA3.3. STRUMENTAZIONE INCOMPLETASTRUMENTAZIONE INCOMPLETA



INDICAZIONIINDICAZIONI

PROCEDURE PROCEDURE COMPLESSECOMPLESSE

SUTURE MULTIPLESUTURE MULTIPLEOO

MICROANASTOMOSIMICROANASTOMOSI

DISSEZIONI DISSEZIONI MAGGIORIMAGGIORI

RECESSIRECESSIADDOMINALIADDOMINALI




ROBOTROBOT

••ColecistectomiaColecistectomia••Interventi per obesitInterventi per obesitàà••MRGEMRGE••AcalasiaAcalasia••Esofagectomia transiataleEsofagectomia transiatale••Linfoadenectomia pelvicaLinfoadenectomia pelvica••SurrenectomiaSurrenectomia••Microanastomosi vascolari e tubaricheMicroanastomosi vascolari e tubariche••Nefrectomia da donatore viventeNefrectomia da donatore vivente

A COMPARISON OF ROBOTIC, LAPAROSCOPIC, AND HAND-SEWN INTESTINAL SUTURED ANASTOMOSES PERFORMED BY RESIDENTS

Slawomir J. Marecik M.D.a, b, c, Vivek Chaudhry M.D.a, Azam Jan M.D.b, Russell K. Pearl M.D.a, John J. Park M.D.b, c and Leela M. Prasad M.D.a, b, c

aStroger Hospital of Cook County, Chicago, IL, USA bMetropolitan Group Hospitals Residency in General Surgery, Chicago, IL, USA cAdvocate Lutheran General

Hospital, Department of Surgery, 1775 W. Dempster St., 8 South, Park Ridge, IL 60068, USA

The American Journal of SurgeryVolume 193, Issue 3,

March 2007, Pages 349-355 PAPERS FROM THE MIDWEST SURGICAL ASSOCIATION

49th Annual Meeting



VALIDAZIONEVALIDAZIONE

NESSUN VANTAGGIO NESSUN VANTAGGIO DIMOSTRATO, AD DIMOSTRATO, AD

OGGI,NELLA PRATICA OGGI,NELLA PRATICA CLINICACLINICA



OSTACOLO ALLA DIFFUSIONE OSTACOLO ALLA DIFFUSIONE DELLE NUOVE TECNOLOGIE IN DELLE NUOVE TECNOLOGIE IN

CHIRURGIA GENERALECHIRURGIA GENERALE

STOP STOP

••VALIDAZIONI TECNOLOGICHE E TECNICHEVALIDAZIONI TECNOLOGICHE E TECNICHE

••COSTI GESTIONALICOSTI GESTIONALI




RAPPORTORAPPORTO::COSTICOSTI

BENEFICIBENEFICI




Istituti di ricerca e Centri di EccellenzaIstituti di ricerca e Centri di Eccellenza

••Chirurgia generaleChirurgia generale

••CardiochirurgiaCardiochirurgia

••UrologiaUrologia

••GinecologiaGinecologia

••OrtopediaOrtopedia

••NeurochirurgiaNeurochirurgia

Teams multidisciplinariTeams multidisciplinari

PROSPETTIVEPROSPETTIVE

Surgical console for cellular surgery

Courtesy Prof Jaydev Desai, Drexel Univ, Philadelphia, PA 2005

Courtesy: Rahul G. Thakar, Ph.D. 2007

Molecular Imaging BioSurgery

Simulataneous multifunctional –6 different fluorophores in a cell

Roger Tsien, UC-San Diego, La Jolla, CA 2006

Monitoring

Surgical console for cellular surgery

Courtesy Prof Jaydev Desai, Drexel Univ, Philadelphia, PA 2005

Motion Commands

Surgical MEMS - Smart Surgical Tools

Instrumented ScalpelInstrumented ScalpelXACTIX

XACTIX

CONVENTIONAL

MEMS SharpsMEMS Sharps

Courtesy: E.C. Benzel, L.A. Ferrara, A.J. Fleischman, S.Roy

CHIRURGIA CHIRURGIA ““REMOTAREMOTA””

Stanford Research Institute Stanford Research Institute -- Rick Satava and John Bowersox Rick Satava and John Bowersox -- 1996 1996

2001: Lindberg operation : telechirurgia 2001: Lindberg operation : telechirurgia NewNew--York / Strasbourg con ZEUS (CMI)York / Strasbourg con ZEUS (CMI)

MARESCAUX-NY

STRASBOURG STRASBOURG

NEEMO 7NEEMO 7joint project of CMAS, CSA, NASA, and TATRCjoint project of CMAS, CSA, NASA, and TATRC

EVALUATING THE USE OF EVALUATING THE USE OF TELEROBOTIC SURGERY TELEROBOTIC SURGERY

IN EXTREME ENVIRONMENTS IN EXTREME ENVIRONMENTS

LL’’astronauta Robert Thirsk effettua una colecistectomia laparoscopastronauta Robert Thirsk effettua una colecistectomia laparoscopica ica nellnell’’ Aquarius Underwater Habitat al largo delle coste della Florida Aquarius Underwater Habitat al largo delle coste della Florida Con il telementoring e la assistenza telerobotica del Dr. M. AnCon il telementoring e la assistenza telerobotica del Dr. M. Anvari da vari da Hamilton Ontario. Hamilton Ontario.

20042004



FORMAZIONE MEDICAFORMAZIONE MEDICA

TRADIZIONETRADIZIONE



FORMAZIONE MEDICAFORMAZIONE MEDICA

RUOLO DELLE NUOVE TECNOLOGIERUOLO DELLE NUOVE TECNOLOGIE

1.1. SimulazioniSimulazioni2.2. RealtRealtàà VirtualeVirtuale3.3. Apprendimento sul WebApprendimento sul Web

VALUTAZIONE DELLE VALUTAZIONE DELLE DIFFICOLTADIFFICOLTA’’ DI UTILIZZO DI UTILIZZO

DEL ROBOT Da VINCIDEL ROBOT Da VINCICAMPIONE:CAMPIONE:

2 GRUPPI DI 20 2 GRUPPI DI 20 CHIRURGHICHIRURGHI

GRUPPO GRUPPO JUNIORJUNIOR

GRUPPO GRUPPO SENIORSENIOR

ORGANIZZAZIONE DELLE ORGANIZZAZIONE DELLE PROVE:PROVE:2 SEDUTE DI LAVORO, A DISTANZA 2 SEDUTE DI LAVORO, A DISTANZA DI 24H, DELLA DURATA DI 30DI 24H, DELLA DURATA DI 30’’OGNUNAOGNUNA

ESERCIZIESERCIZI SVOLTISVOLTI::•• PASSAGGIO DI PUNTI E CONFEZIONAMENTO PASSAGGIO DI PUNTI E CONFEZIONAMENTO DI NODIDI NODI•• MIMARE UNMIMARE UN’’INCISIONE E SUCCESSIVA INCISIONE E SUCCESSIVA SUTURA VASCOLARESUTURA VASCOLARE

TEST DI VALUTAZIONE:TEST DI VALUTAZIONE:•• DIFFICOLTADIFFICOLTA’’ NELLNELL’’ESEGUIRE PUNTI E NODIESEGUIRE PUNTI E NODI

•• DIFFICOLTADIFFICOLTA’’ NELLNELL’’ESEGUIRE LESEGUIRE L’’INCISIONE E INCISIONE E SUCCESSIVA SUTURASUCCESSIVA SUTURA

•• MANEGGEVOLEZZA DEI COMANDIMANEGGEVOLEZZA DEI COMANDI

RISULTATI PUNTI E NODIRISULTATI PUNTI E NODI

20%

40%

40%

0%

Nessuna diff. Lieve Notevole Insuccesso

40%

40%

20% 0%


70%

30%

0%

0%


JUNIORJUNIOR SENIORSENIOR

11°° GIORNOGIORNO

22°° GIORNOGIORNO

0%

40%

50%

10%


RISULTATI INCISIONE E SUTURA RISULTATI INCISIONE E SUTURA

0%

40%

50%

10%


30%

40%

20%

10%


50%40%

10% 0%


SENIORSENIORJUNIORJUNIOR

11°° GIORNOGIORNO

22°° GIORNOGIORNO

10%

50%

40%

0%


PUNTI E NODI: PUNTI E NODI: INCREMENTO INCREMENTO

DELLDELL’’APPRENDIMENTOAPPRENDIMENTO

0

2

4

6

8

10

Nessunadiff.

Lieve Notevole Insuccesso

JUNIOR 1°\2° GIORNO

1° giorno 2°giorno

0

5

10

15

Nessunadiff.


SENIOR 1°\2° GIORNO


INCISIONE E SUTURA: INCREMENTO INCISIONE E SUTURA: INCREMENTO DELLDELL’’APPRENDIMENTOAPPRENDIMENTO

0

2

4

6

8

10

Nessunadiff.


JUNIOR 1°\2°GIORNO


0

2

4

6

8

10

Nessunadiff.




RISULTATI MANEGGEVOLEZZARISULTATI MANEGGEVOLEZZA

10%

50%

0%

40%

Ottimo Buono Sufficiente Insufficiente

40%

20% 0%

40%


40%

50%

10% 0%


80%

20%0%

0%


JUNIORJUNIOR SENIORSENIOR

11°°GIORNOGIORNO

22°°GIORNOGIORNO

0

2

4

6

8

10


JUNIOR 1°\2°GIORNO


MANEGGEVOLEZZA: MANEGGEVOLEZZA: INCREMENTO DELLINCREMENTO DELL’’APPRENDIMENTOAPPRENDIMENTO

02468

10121416




CONSIDERAZIONI:CONSIDERAZIONI:SENIORSENIOR

••IMPACCIO INIZIALE ALLA IMPACCIO INIZIALE ALLA CONSOLLECONSOLLE••IMMEDIATA FACILITAIMMEDIATA FACILITA’’ DI DI APPROCCIO TECNICOAPPROCCIO TECNICO••STRUMENTO ATTO A MIGLIORARE I STRUMENTO ATTO A MIGLIORARE I PUNTI DEBOLI DELLA TECNICA PUNTI DEBOLI DELLA TECNICA LAPAROSCOPICALAPAROSCOPICA

CONSIDERAZIONI:CONSIDERAZIONI:

JUNIORJUNIOR

••MAGGIORE ADATTABILITMAGGIORE ADATTABILITÀÀ ALLA ALLA CONSOLLECONSOLLE••DIFFICOLTDIFFICOLTÀÀ DI APPROCCIO DI APPROCCIO TECNICOTECNICO••RAPIDO MIGLIORAMENTO DELLA RAPIDO MIGLIORAMENTO DELLA TECNICA CHIRURGICATECNICA CHIRURGICA

CONCLUSIONICONCLUSIONI

LL’’ADDESTRAMENTO CON IL ADDESTRAMENTO CON IL

ROBOT PERMETTE UN ROBOT PERMETTE UN

MIGLIORAMENTO DELLE MIGLIORAMENTO DELLE

TECNICHE E DEI RISULTATI TECNICHE E DEI RISULTATI

CHIRURGICICHIRURGICI

CONCLUSIONI:CONCLUSIONI:

PROSPETTIVE DELLA TECNOLOGIA ROBOTICAPROSPETTIVE DELLA TECNOLOGIA ROBOTICA

••MIGLIORAMENTO DELLE MIGLIORAMENTO DELLE TECNICHE E DEI RISULTATI TECNICHE E DEI RISULTATI CHIRURGICICHIRURGICI

••APPRENDIMENTO APPRENDIMENTO SIMULATOSIMULATO


DOTTORATO DI RICERCA INTERNAZIONALETRA

UNIVERSITA' DELL'ILLINOIS DI CHICAGO (UIC)E

L'UNIVERSITA' DI ROMA TOR VERGATA (UTV)

Robotica ed innovazioni informaticheapplicate alle scienze chirurgiche

Organizzatori:Achille Lucio Gaspari, Nicola Di Lorenzo,Dipartimento di Chirurgia - PTV - Università di Roma ``Tor Vergata''Salvatore Nicosia,Antonio Tornambè,Dipartimento di Informatica, Sistemi e Produzione, Università di Roma ``Tor Vergata''

19-23 MAGGIO 2003

SCUOLA ESTIVA DIROBOTICA MEDICAVILLA MONDRAGONE,via Frascati, 51, 00040 Monte Porzio Catone

FINEFINE

ATTIVITA’ EDITORIALI (in corso di pubblicazione)

•“An handbook for surgery in transition: Responding to Disruptive Technologies”

R.Satava, A.L. Gaspari, N.Di Lorenzo

•“Telechirurgia e robotica”A.L. Gaspari, N.Di Lorenzo

Simposio editoriale

•“Nuove Tecnologie In Chirurgia”A.L. Gaspari, N.Di Lorenzo

Simposio editoriale

ROMEROME

Coordinamento di Progetto Europeo CRAFT

“Optimizing Patient safetyThrough the Integration of Medical simulationand sensorial Interfaces in Surgical Education”

“OPTIMISE ”

Ministero dell’Istruzione dell’Università e della Ricerca Scientifica e Tecnologica-Centri di Eccellenza 2001

Proposta preliminare per la costituzione di centri di ricercaRichiesta di cofinanziamento (D.M. 10 agosto 2001) Anno 2001

CENTRO INTERDISCIPLINARE DI ECCELLENZA PER LO SVILUPPO DI APPLICAZIONI INTEGRATE DELLA

ROBOTICA, DELL’INFORMATICA E DELLE TELECOMUNICAZIONI NELLA FORMAZIONE, NEL

MONITORAGGIO E NELL’ATTIVITA’ CLINICA

Coordinatore: Prof. Achille GASPARI, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”

L’ Information Age NON è Futuro

Information Age E’ il Presente

Altro verrà………………..

Il Futuro della Scienza

Sarà interdisciplinare

Comprenderà tutte le dimensioni

Deve includere tempo e dati

? BioIntelligenza ?

BIO INTELLIGENCE AGETE

CH

NO

LOG

Y D

EVEL

OPM

ENT

TEC

HN

OLO

GY

DEV

ELO

PMEN

T

TIME (year)TIME (year)

2000 BC2000 BC 00 2000 AD2000 AD190019001800180015001500

CONSUMER ACCEPTANCECONSUMER ACCEPTANCE

AGRICULTURAL AGEAGRICULTURAL AGE

INDUSTRIAL AGEINDUSTRIAL AGE

BIOINTELLIGENCE AGEBIOINTELLIGENCE AGE

INFORMATION AGEINFORMATION AGE

Satava 29 July 99Courtesy of Richard M. Satava, MD FACS-Professor of Surgery

BIO INTELLIGENCE AGE

BIOLOGIC PHYSICAL

INFORMATION

FUTURE

RoboticsHPCC/WWWMEMS/Nano

GenomicsBioinformaticsBiocomputation

BiosensorsBiomaterialsBiomimetic

Celluar cyborg

Satava 2 Feb 1999Courtesy of Richard M. Satava, MD FACS-Professor of Surgery

La Tecnologia è Neutrale - né buona né cattiva

Siamo noi a dover apportare l’aspetto etico e moralenel mondo tecnologico

E quindi applicarlo con “pietas” e spirito compassionevole a ciascun paziente

della robotica in - mimos.it · chirurgia endoluminale (endovascolare,endobronchiale,intragastrica)...

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