MEDICINA, SCUOLA SUPERIORE SANT'ANNA - PISA

Robot per chirurgia mini-invasiva

La presente invenzione riguarda un manipolatore robotico mini- invasivo flessibile per la sostituzione e il posizionamento di una valvola aortica biologica, dotato di un sistema di visione e navigazione di tipo endoscopico.

Stato del brevetto

DEPOSITATO

Numero di priorità

102018000005507

Data di priorità

18/05/2018

Licenza

ITALIA

Mercato

Il sistema robotico, la piattaforma di simulazione e la valvola artificiale possono essere utilizzati per la sostituzione della valvola cardiaca aortica. Considerando l’;anatomia del cuore umano, il sistema proposto può fornire valvole cardiache di diverse dimensioni (da 23 a 29). Inoltre, con piccole modifiche nell’;introduttore, il sistema è in grado di fornire diversi tipi di valvole cardiache come ad esempio quelle a palloncino espandibile.

Problema

La sostituzione della valvola cardiaca tradizionalmente viene fatta attraverso una sternotomia (incisione a livello dello sterno), comportando numerosi problemi per il paziente associati alla fase operatoria e post-operatoria. La chirurgia cardiaca mini- invasiva rappresenta una valida alternativa alla sternotomia, diminuendo i rischi di mortalità e il dolore post-operatorio.

Limiti attuali tecnologie / Soluzioni

Diverse soluzioni di chirurgia mini-invasiva per la sostituzione della valvola aortica sono state proposte. Tra queste, una delle principali limitazioni è rappresentata dalla capacità del robot di essere correttamente guidato all’interno del vaso. Il presente manipolatore flessibile, dotato di visione interna e di un sistema di navigazione e controllo, supera questa limitazione.

Killer Application

Interventi di tipo endoscopico per la sostituzione e il posizionamento di una valvola aortica con elevate capacità di controllo e manovrabilità.

Tecnologia e nostra soluzione

Il dispositivo robotico brevettato è capace di raggiungere il sito di intervento e posizionare una valvola cardiaca sotto il controllo di un sistema di visione e navigazione di tipo endoscopico. Dotato di un braccio manipolatore di tipo flessibile, atto ad essere introdotto nel corpo del paziente. La porzione distale del braccio possiede mezzi di aggancio e successivo rilascio, nel vaso sanguigno del paziente, della valvola aortica. Il braccio è inoltre munito di telecamere ed un’unità elettronica di controllo atta a calcolare, autonomamente, la corretta traiettoria del manipolatore per il rilascio in posizione desiderata della valvola

Vantaggi

Dispositivo robotico di precisione per la chirurgia mini-invasiva. Il sistema di visione e navigazione endoscopica è in grado di calcolare la traiettoria ottimale, controllare la traiettoria e il posizionamento della valvola in real-time, e consente la visione del sito di intervento durante le varie fasi, dall’inserimento del manipolatore fino al rilascio della valvola. Inoltre, è possibile l’inserimento della valvola polimerica senza dover ricorrere alla sostituzione della valvola umana.

Roadmap

Il gruppo di ricerca sta attualmente cercando partner (aziende specializzate nella produzione di valvole artificiali, investitori, ecc.) per avviare progetti di collaborazione per sviluppare ulteriormente la tecnologia e / o per concederla loro in licenza.

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Il team

Selene Tognarelli

Selene Tognarelli è PostDoc presso la Scuola Superiore Sant’Anna (SSSA) dove si occupa sia degli aspetti tecnici che del project management. I suoi principali interessi di ricerca riguardano la robotica biomedica, la tecnologia dei microsistemi e il simulatore ad alta fedeltà per la formazione medica, con una particolare attenzione agli aspetti meccatronici dei dispositivi robotici. Ha ricevuto il B.Sc. e M.Sc. laurea (magna cum laude) in ingegneria biomedica presso l'Università di Pisa, Italia e ha conseguito un dottorato di ricerca in Tecnologie Innovative, Area: Bio-Robotica presso l’Istituto di BioRobotica della SSSA nel 2011. Ha trascorso un periodo come visiting researcher presso Nanorobotic Laboratory dell'École Polytechnique de Montréal (Montréal, Quebec, Canada) dove è stata coinvolta insieme al team NanoRobotique in un progetto nazionale sulla guida e la navigazione di un catetere ferromagnetico personalizzato attraverso gradienti MRI. Ha un track record in crescita nella biorobotica e in questo campo è coautrice di pubblicazioni indicizzate ad alto impatto. È l'autore principale di oltre 40 articoli nel campo della chirurgia robotica minimamente invasiva e della simulazione ad alta fedeltà su riviste ISI e conferenze internazionali. Ha un indice H 13 in Google Scholar e 10 in Scopus. È anche inventore di 5 brevetti internazionali. Serve regolarmente come revisore per conferenze internazionali nel campo della bioingegneria e biorobotica e riviste scientifiche internazionali. È responsabile delle attività didattiche di supporto per gli studenti MsC in Ingegneria Bionica, è stata relatrice di 17 tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Biomedica e 1 in Ingegneria Bionica ed è attualmente tutor di 2 dottorandi in BioRobotica. Ha una lunga esperienza nella gestione di progetti; ha frequentato un Master in Project Management nel 2012/2013. Ha ricoperto il ruolo di Project manager di progetti sia nazionali (es.MICROVAST, S3INNEO, VALVETECH) che internazionali (es.FUTURA2020 - H2020, FUTURA - FP7, ARAKNES - FP7) e da ottobre 2019 è stata nominata esperta per la valutazione di progetti appartenenti alla linea Marie Skłodowska-Curie Action Individual Fellowships (MSCA-IF) e inclusa nel pannello dei valutatori esperti.

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