Politecnico di Milano
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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2012/2013
Scuola Scuola di Ingegneria dei Sistemi
Insegnamento 085822 - LABORATORIO DI ROBOTICA MEDICA E TECNOLOGIE IN CHIRURGIA
Docente Ferrigno Giancarlo
Cfu 5.00 Tipo insegnamento Monodisciplinare

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (401) INGEGNERIA BIOMEDICA* AZZZZ085822 - LABORATORIO DI ROBOTICA MEDICA E TECNOLOGIE IN CHIRURGIA

Programma dettagliato e risultati di apprendimento attesi

Medical Robotics and Technologies for Computer Assisted Surgery

 

The aim of the course is to introduce students to the current use of mechatronics and robotics in the medical field. Focus will be on Computer Assisted Surgery (CAS) and technologies for minimally invasive interventions. Students will be provided with mathematical and technological foundations needed for designing and building robotic systems for neurosurgery, orthopedic surgery, laparoscopy and rehabilitation devices. Procedures and problems related to navigated and image guided surgery (IGS) will be presented and discussed. Practical software and hardware design will be done with the collaboration of clinical partners.

Detailed contents

  • Introduction to surgical navigation and robotic surgery
  • Surgical planning from diagnostic images and kinematic or functional acquisitions
  • Orthopaedic surgery:
    • Total knee arthroplasty: calculation of the joint center, evaluation of the cutting plane, evaluation of the size
    • Total hip arthroplasty: calculation of the joint center, evaluation of the anatomical axes, evaluation of the size of the prosthesis.
  • Neurosurgery:
    • Biopsy: planning of the trajectory for tissue sampling
    • DBS: planning of the trajectory to reach the subthalamic nucleus. Stimulation and recording of physiological signals.
  • Introduction to surgical navigation. The spatial localization problem. Pre-operative image registration. Intra-operative navigation.
  • Orthopaedic surgery: anathomical surfaces acquisition using A-mode US probe
  • Neurosurgery (keyhole): intra-operatvie acquisition of B-mode US images through the burr-hole, to update the surgical plan.
  • Hybrid localization systems (optical and EM): the problems of calibration and distortion.
  • Introduction to robotics: kinematics, differential kinematics and statics; pose of a rigid body; DH convention; Jacobian matrix
  • Trajectory planning, actuators and sensors: path and trajectory; joint actuation system; sensors; motion control, visual servoing; motion planning
  • Surgical robots: robots for computer assisted surgery

Note Sulla Modalità di valutazione

Test consist of:

Computer based test after the first 40 hours

Design of a system or a method with the related documentation and final presentation


Bibliografia
Risorsa bibliografica obbligatoriaJohn J. Craig, Introduction to Robotics, Editore: Prentice Hall, Anno edizione: 2004, ISBN: 978-0201543612
Risorsa bibliografica facoltativaBruno Siciliano, Lorenzo Sciavicco, Luigi Villani, Giuseppe Oriolo, Robotica - Modellistica, pianificazione e controllo, Editore: McGraw Hill, ISBN: 9788838663222
Risorsa bibliografica obbligatoriaPeters, Terry; Cleary, Kevin (Eds.), Image-Guided Interventions: Technology and Applications, Editore: Springer, ISBN: 978-0-387-73856-7
Risorsa bibliografica obbligatoriaToolbox Matlab http://petercorke.com/Robotics_Toolbox.html
Note:

Download libero

Risorsa bibliografica facoltativaArticoli sul sito del corso http://corsi.metid.polimi.it/

Mix Forme Didattiche
Tipo Forma Didattica Ore didattiche
lezione
20.0
esercitazione
0.0
laboratorio informatico
20.0
laboratorio sperimentale
0.0
progetto
40.0
laboratorio di progetto
0.0

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Inglese
Disponibilità di materiale didattico/slides in lingua inglese
Disponibilità di libri di testo/bibliografia in lingua inglese
Possibilità di sostenere l'esame in lingua inglese
Disponibilità di supporto didattico in lingua inglese
16/12/2018 Area Servizi ICT v. 1.4.11 / 1.4.11