• sistema gastrointestinale
• diagnosi delle patologie
• sensore con FBG
• sistema visuo-tattile
• catetere sensorizzato

Il lavoro svolto durante il periodo di tesi si è incentrato sul miglioramento delle tecniche di biopsia in campo colonscopico attraverso palpazione delle pareti interne del colon. In particolare, è stato studiato il caso di uno strumento sensorizzato con fibre ottiche a reticolo di Bragg (FBG) per indentazione manuale del tessuto. Tramite valutazione correlata di forza e di spostamento è possibile fornire al medico un valore di rigidezza differenziale. Tale valore, come dimostrato in letteratura, è correlabile a uno stato patologico del tessuto: il tessuto sano ha una rigidezza inferiore al tessuto tumorale. Il medico quindi, supportato da tale strumento, potrà essere in grado di valutare in tempo reale lo stato del tessuto e discriminare il tessuto sano da quello patologico. In dettaglio, è stato simulato il comportamento di uno strumento sensorizzato con FBG studiandone i parametri caratteristici di forza, strain e deformazione, è stato inoltre implementato e sviluppato nella sua forma prototipale un sistema di encoding ottico per la valutazione della profondità d’indentazione.
Il lavoro svolto è stato suddiviso in cinque sezioni, riportate di seguito in maggior dettaglio: introduzione, stato dell’arte, materiali e metodi, risultati e conclusioni e sviluppi futuri.
Il capitolo 2 riguardante lo stato dell’arte si presenta strutturato nelle seguenti sezioni che trattano: anatomia ed epidemiologia, proprietà meccaniche del tessuto, tecnologia a fibre ottiche e sistemi di encoding ottico. Nella sezione 2 troviamo una parte dedicata nello specifico all’intestino umano con particolare attenzione al tratto del colon-retto, trattando gli aspetti di morfologia, fisiologia ed epidemiologia. La principale patologia legata a questo tratto è il cancro del colon retto, che risulta essere la terza causa di morte per tumore nel mondo con 774000 decessi nel 2015 [REF]; in particolare in Europa ed in Italia è la terza causa di morte per gli uomini e seconda per le donne. Alla luce dell’elevato numero di decessi, risulta necessaria una diagnosi precoce del tumore. Una campagna di screening di massa risulta essere il fattore chiave per la sopravvivenza al cancro del colon retto. Ad oggi le principali tecniche diagnostiche utilizzate per la diagnosi di questo tumore sono: Sangue occulto nelle feci, TAC del colon, Capsule endoscopiche e la Colonscopia classica. L’obiettivo primario è quindi quello di incrementare la sensibilità della diagnosi per rilevare il cancro durante lo stadio asintomatico. Nella sezione 3 è stata riportata una ricerca bibliografica sullo studio delle caratteristiche meccaniche dei tessuti intra-addominali. La letteratura ci fornisce dei dati a proposito della distinzione fra tessuto sano e tessuto tumorale dell’intestino. In particolar modo gli studi convergono sul fatto che il tessuto sano presenta un modulo elastico maggiore rispetto a quello canceroso. Nella sezione 4 è stato affrontato il tema dello sviluppo di strumenti utilizzati per la palpazione del tessuto e la valutazione delle forze applicate in campo endoscopico, laparoscopico ed oftalmico. Nella sezione 5 è stato affrontato il tema riguardante i sensori di posizionamento. In particolare, l’attenzione si è concentrata sulla tecnologia degli encoder ottici lineari incrementali ed assoluti e la loro applicazione facendo una valutazione comparativa fra le diverse tecnologie utilizzate. Il capitolo 3 riguardante materiali e metodi si presenta strutturato nelle seguenti sezioni che trattano: analisi FEM, encoding ottico e sviluppo dei setup sperimentali.
Nel capitolo 3 viene riportato quelli che sono stati gli strumenti software e hardware utilizzati durante il processo di tesi. La sezione 1 è incentrata nella descrizione dell’ambiente di lavoro in cui sono state effettuate le simulazioni FEM, le condizioni al contorno poste e quali variabili sono state indagate. Nella sezione 2 invece si affronta lo studio effettuato nello sviluppo di un primo prototipo di pattern per encoder ottico. Viene descritto il software utilizzato e le funzioni che sono state utilizzate nel corso dello sviluppo della tesi a seguito degli eventuali problemi che si avrebbero sviluppando un tecnologia di encoding ottico. Infine, nella sezione 3 vengono descritti i setup sperimentali ideati per i test d’indentazione e per l’encoder ottico. L’obiettivo dei due setup è stato quello di ricreare il più fedelmente possibile l’ambiente di indentazione FEM e le distanze di lavoro che si avrebbero nell’applicare un encoder ottico al nostro sistema.
Il capitolo 4 riguardante l’analisi dei risultati si presenta strutturato nelle seguenti sezioni che trattano: i risultati FEM (sezione 1) e test fatti con encoder ottico (sezione 2).
Nel capitolo 5 sono trattate le conclusioni e gli sviluppi futuri.