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Tesi etd-11092011-170109
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Tipo di tesi Tesi di dottorato di ricerca
Autore MORETTO, CARLO
URN etd-11092011-170109
Titolo Valutazione della connettività corticale mediante studio di coerenza EEG durante il gesto chirurgico in chirurgia laparoscopica versus robotica
Settore scientifico disciplinare MED/18 - CHIRURGIA GENERALE
Corso di studi TECNOLOGIE PER LA SALUTE: VALUTAZIONE E GESTIONE DELLE INNOVAZIONI NEL SETTORE BIOMEDICALE
Commissione
Nome Commissario Qualifica
Prof. Mauro Ferrari tutor
Parole chiave
  • connettività corticale
  • chirurgia robotica
  • elettroencefalogramma
Data inizio appello 2011-11-25
Disponibilità unrestricted
Riassunto analitico
INTRODUZIONE
Scopo principale del presente studio è stato di valutare quantitativamente, attraverso la rielaborazione dei valori assoluti di coerenza EEG, eventuali differenze nella attivazione di specifiche aree corticali tra chirurghi che eseguivano lo stesso compito motorio in laparoscopia o grazie all’ausilio della chirurgia robotica. Molti studi in letteratura hanno cercato di dimostrare se esiste un razionale nell’applicazione della robotica in ambito chirurgico, in modo da delinearne gli aspetti tecnici, clinici e le implicazioni economiche socio-sanitarie. Abbiamo cercato di dimostrare che l’intervento chirurgico eseguito con il Da Vinci è meno stressante per il chirurgo dal punto di vista dell’impegno cerebrale e motorio e che tutto ciò si riflette su una migliore performance chirurgica, determinando alla fine una qualità di cura superiore rispetto alla laparoscopia standard.
MATERIALI E METODI
Lo stesso chirurgo è stato invitato ad eseguire un semplice task motorio randomizzato (inserire degli anelli in gomma dentro dei coni e dare dei punti di sutura) in laparoscopia e in chirurgia robotica, mentre una cuffia da 32 canali registrava il segnale EEG in uscita dallo scalpo; in tal modo, ogni individuo sottoposto allo studio diventava ipso facto controllo di se stesso, rendendo eventuali differenze in termini di età, esperienza chirurgica ed esperienza nel campo della chirurgia robotica assolutamente non significative. I dati dei valori assoluti di coerenza EEG sono stati rielaborati ed analizzati statisticamente con il metodo del p-square con p< 0,01.


RISULTATI E DISCUSSIONE
Sono state evidenziate importanti differenze nei valori di coerenza EEG tra i due gruppi per quel che riguarda i confronti tra l’area cerebrale motoria primaria (M1) e area motoria supplementare (SMA), l’area sensoriale primaria (S1) e area motoria supplementare (SMA), l’area sensoriale primaria (S1) e area motoria pre-supplementare (pre-SMA) e l’area cerebrale motoria primaria (M1) e area sensoriale primaria (S1) (p<0.01).
Tali dati suggeriscono che i soggetti che operano in laparoscopia attivano contemporaneamente molteplici aree cerebrali per eseguire lo stesso task motorio, come se il cervello fosse costretto a lavorare più intensamente, più a lungo e ad affaticarsi prima per ottenere lo stesso risultato. Paradossalmente, tale conclusione potrebbe essere supportata dal fatto che non esistono differenze statisticamente significative fra i valori assoluti di coerenza EEG fra l’area motoria primaria (M1) e l’area pre-motoria supplementare (pre-SMA); secondo quanto emerge da precedenti studi (Contreras et al., Science 1996; Rizzolatti et al., Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1998), infatti, tali aree non presentano connessioni in parallelo, ma la loro attivazione reciproca è unicamente modulata da complessi circuiti cortico-talamici: pertanto, i valori di coerenza non si discostano molto in quanto la frequenza di scarica dei neuroni piramidali nelle due diverse regioni sarebbe costantemente regolata dallo stesso trigger sottocorticale. Curiosa e meritevole di segnalazione è invece la differenza (p>0.01) riscontrata per quel che pertiene il raffronto fra l’area somatosensoriale primaria e l’area pre-motoria supplementare: gli stessi studi citati in precedenza sostengono che anche fra tali regioni non esistono connessioni dirette, ma solo connessioni mediate da nuclei di relè talamici. Tuttavia, studi successivi hanno contestato tale ipotesi e hanno evidenziato che potrebbero esistere anche connessioni in parallelo, tali da spiegare nel caso specifico la presenza di differenze significative nei due gruppi posti a confronto (Rodriguez et al., Nature 1999; Ohara et al., J Neurosci 2001). La nostra ricerca, quindi, supporta indirettamente l’idea che fra le aree S1 e pre-SMA esistano collegamenti diretti e non solo intermediati da nuclei di relè sottocorticale.
Una terza intrigante conclusione a cui il nostro studio è giunto concerne l’attivazione di aree omologhe e non omologhe controlaterali: abbiamo posto a confronto i valori di coerenza EEG fra l’area motoria primaria di un lato e l’area pre-motoria supplementare controlaterale. In tal caso, come già accennato, è possibile isolare completamente il contributo offerto alla processazione del segnale corticale da parte delle fibre di connessione interemisferica, poiché le due aree non sono direttamente collegate se non attraverso strutture sottocorticali. Curiosamente, al contrario di quanto emerso al confronto ipsilaterale, i valori assoluti di coerenza interemisferica sono risultati maggiori nelle registrazioni ottenute in chirurgia robotica; si potrebbe pertanto arguire che l’esecuzione di uno specifico compito in chirurgia robotica attivi preferenzialmente le afferenze trans-callosali. Classicamente, i fenomeni di plasticità interemisferica, a differenza dei più complessi processi di plasticità sinaptica intracorticale, presentano una più breve latenza di comparsa e una più rapida esauribilità. Si potrebbe pertanto immaginare, interponendo tali concetti ai dati emersi dal presente studio, che l’esecuzione di una procedura interventistica in chirurgia robotica sia di più facile ed a rapido apprendimento per il nostro cervello, senza che sia necessario alcun tipo di training cognitivo o di feed-back sensitivo, ottimizzando quindi il tempo a disposizione del chirurgo in sala operatoria e riducendo significativamente la durata del tempo di apprendimento delle nuove procedure e gli anni di apprendistato del giovane medico.
In considerazione della complessità del protocollo di ricerca e della assoluta novità dei dati esposti, saranno necessari ulteriori studi al fine di confermare i risultati ottenuti.
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