• continuum robot
• teleoperated continuum robot
• training
• training curriculum
• user study

La tesi proposta si è focalizzata sullo sviluppo di un curriculum di training per sistemi robotici continui, una categoria per cui non è ancora stato sviluppato un programma di formazione standardizzato e validato. I sistemi robotici continui, grazie alle loro caratteristiche strutturali, sono in grado di cambiare la propria forma e di adattarsi all’anatomia del paziente, rendendo possibile il raggiungimento di aree difficilmente accessibili in maniera mininvasiva. Il loro utilizzo, tuttavia, implica nuove modalità di controllo e l’esecuzione di procedure senza feedback aptico: diventa necessario, quindi, che i chirurgi si sottopongano al training e ad un percorso di formazione prima dell’utilizzo di qualsiasi sistema robotico continuo in sala operatoria, al fine di ridurre al minimo i rischi legati alla sicurezza del paziente. La prima fase del lavoro di tesi si è basata sullo studio dei sistemi robotici continui esistenti: di questi, sono state analizzate le caratteristiche strutturali, le procedure chirurgiche che prevedevano il loro utilizzo e le competenze richieste al medico nell’esecuzione di tali interventi. Dall’indagine effettuata è emerso che alla base della quasi totalità dei requisiti richiesti al chirurgo risiede la capacità di raggiungere
il target desiderato nell’intervento di riferimento; nel conseguimento di questo obiettivo, è importante che il medico controlli il robot seguendo delle traiettorie che minimizzino il potenziale danno ad organi e tessuti incontrati nell’intervento. Ciò si traduce nella necessaria abilità da parte del chirurgo di manipolare il robot in maniera da garantire un’interazione sicura con i tessuti, al fine di ridurre al minimo il rischio per il paziente. In seguito, la seconda fase del progetto ha visto l’elaborazione e lo sviluppo di task di training in grado di consentire l’acquisizione delle competenze fondamentali individuate nell’indagine precedente: targeting task, trajectory following task, wire chaser task, force perception task, ValveTech specific task. Successivamente, è avvenuta la fase di validazione del curriculum, nella quale è stato impiegato il robot continuo ValveTech (un manipolatore continuo teleoperato attuato da cavi progettato per la sostituzione mininvasiva della valvola aortica cardiaca). È stato sviluppato un protocollo per la validazione del curriculum di
training, composto da tre diverse fasi: compilazione di un questionario preliminare, esecuzione della sessione di training ed infine compilazione di un questionario post-esperimento sull’usabilità del sistema robotico impiegato nello studio. Per mettere in pratica il protocollo di validazione definito, è stato condotto uno studio sugli utenti che ha coinvolto 20 soggetti, di cui 10 appartenenti al gruppo sperimentale (che si è sottoposto al curriculum di training) e 10 appartenenti al gruppo di controllo (che ha eseguito solo il task ValveTech specifico). Lo studio è stato condotto con i seguenti obiettivi: analizzare il miglioramento degli utenti del gruppo sperimentale nei vari task ed effettuare un confronto con il gruppo di controllo al fine di dimostrare che, nell’esecuzione del task di valutazione, gli utenti appartenenti al primo gruppo superano, in termini di prestazioni, quelli appartenenti al gruppo di controllo.