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Obbiettivi del corso: La seconda parte del corso integrato descrive i sistemi di chirurgia assistita dal calcolatore ed è rivolta agli studenti che desiderino acquisire conoscenze specifiche sulle tecnologie, metodologie, problematiche e prospettive di ricerca e sviluppo, che attualmente caratterizzano i sistemi CAS/CIS.
Programma delle lezioni e delle esercitazioni: il corso affronta i due momenti principali che caratterizzano l'iter chirurgico: la pianificazione (fase pre-operatoria) e l'esecuzione dell'intervento (fase intra-operatoria). Particolare enfasi è data a tecnologie e metodi per il confronto quantitativo (registrazione) di dati e immagini acquisite in fase intra-operatoria rispetto al piano chirurgico pre-operatorio.
Gli argomenti affrontati sono: Fase preoperatoria: acquisizione e trattamento delle immagini diagnostiche per la pianificazione dell’intervento chirurgico; estrazione di caratteristiche; ricostruzione volumetrica e rendering in 3-D; sistemi di pianificazione e simulazione chirurgica. Fase intra-operatoria: tecnologie e metodi per la localizzazione, la navigazione e l’automazione in chirurgia; mapping tra sistemi di riferimento; tecniche di registrazione multimodale; tecniche di calibrazione anatomica; chirurgia stereotassica; il problema dell’organ motion; sistemi di acquisizione di immagini intra-operatorie; metodi di rilevazione di superfici anatomiche; tecniche di registrazione di dati e immagini intra-operatori e pre-operatori; tecniche di modelling e compensazione in linea dei movimenti d’organo.
Nelle esercitazioni sono proposti approfondimenti di specifici argomenti svolti a lezione, esercizi numerici e pratici e seminari didattici.
Aims of the teaching course: the second part of the integrated course describes the integrated systems for computer assisted surgery (CAS/CIS) and is suited to students willing to acquire specific competence on technologies, methodologies, open questions and research and development perspectives of CAS/CIS systems.
Program of lectures and practical seminars. the course describes the the two crucial phase of a computer assisted surgical proces; the surgical planning (pre-operative phase) and the surgery execution (intra-operative phase). Particular emphasis is given to technologies and methods for the quantitative comparison (registration) of data and images acquired in the intra-operative phase with the pre-operative surgical plan.
The main topics are: Pre-operative phase: acquisition and elaboration of diagnostic images for surgical planning; features extraction; volumetric reconstruction and 3D rendering; surgical planning and surgical simulation systems. Intra-operative phase: technologies and methods for localization, navigation and automation in surgery; reference systems mapping; multimodal registration; anatomical calibration; stereotactic surgery; management of organ motion; intra-operative imaging systems; Image Guided Surgery and Radiotherapy; methods for the acquisition of anatomical surfaces; methods for the detection and on-line compensation of organ motion
During the practical seminars, a more detailed description of topics introduced during lectures is proposed, together with numerical exercises and topical seminars by experts.
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