• surgical robotics
• stiffness
• softness
• haptic
• fibroma
• w-fyd

La presente tesi si inserisce all’interno di un’attività di ricerca presso il centro di ricerca E. Piaggio dell’università di Pisa e relativa ad applicazioni di robotica chirurgica ginecologica.
L’obiettivo del presente lavoro consiste nel progettare un sistema aptico in grado di effettuare una palpazione su tessuti biologici e restituire un feedback tattile di stiffness ed indentazione in real time.
Nello specifico, si vuole rilevare la presenza e la posizione di fibromi all’interno del tessuto uterino effettuando una palpazione con il sistema progettato al fine di aumentare l’accuratezza e la precisione nelle teleoperazioni di asportazione di miomi.
La tesi è suddivisa in tre parti principali: Studio del problema e sviluppo degli algoritmi, progettazione del sistema ed acquisizione dati, esperimenti in laboratorio per la validazione del sistema progettato.
La prima parte consiste in uno studio preliminare dove viene sottoposto il problema e le tecniche utilizzate per ricevere un feedback tattile di stiffness ed indentazione in real time attraverso un’interfaccia aptica apposita.
La seconda parte consiste nella progettazione di un sistema a 2 gradi di libertà in grado di effettuare una palpazione su tessuti biologici, in questo caso l’utero, con diverse angolazioni di indentazione e diverse velocità. Le acquisizioni dei dati di forza ed indentazione vengono svolti all’ospedale Santa Chiara di Pisa con lo scopo di ottenere le curve di Forza-Indentazione e il valore di stiffness nelle varie aree dell’utero e dei fibromi.
La terza e ultima parte invece, consiste nel realizzare dei campioni sintetici aventi le stesse caratteristiche dell’utero fibromatoso e da test per la validazione del sistema. I campioni sono composti da una gelatina per simulare il tessuto uterino e da un silicone rigido di forma semisferica per simulare il fibroma e ogni campione contiene una semisfera di dimensione e profondità variabile.
I test consistono nell’effettuare una palpazione in remoto sui campioni e, attraverso l’interfaccia aptica, discriminare la stiffness del tessuto per rilevare la presenza di corpi rigidi, la dimensione e la profondità all’interno dei campioni.
I risultati sono mostrati da due matrici di confusione che disinguono la percentuale di successo nell’identificazione della dimensione del corpo rigido all’interno dei campione e quella nell’identificazione della profondità su cui si trovano.