MEDICINA E CHIRURGIA: APPLICAZIONI IN ROBOTICA MEDICA Canale unico

Docente coordinatore e verbalizzante: GIULIO FRANCESCO ROMITI

Modulo 1: LA ROBOTICA IN MEDICINA

Tipologia
Clinica generale medica e chirurgica, Tirocini formativi e di orientamento
SSD
MED/09, MED/09
Anno
N/D
Semestre
N/D
CFU
4
Distribuzione delle ore
13 classroom hours, 75 others hours
Docenti
STEFANIA BASILI
ROBERTO CANGEMI
OMBRETTA MARTINELLI
GIULIO FRANCESCO ROMITI
Walter Gianni
VALERIA RAPARELLI
PASQUALINO SIRIGNANO
ANNA RITA VESTRI

Modulo 2: BASI METODOLOGICHE DELLA ROBOTICA MEDICA

Tipologia
Attività formative affini o integrative
SSD
ING-INF/04
Anno
N/D
Semestre
N/D
CFU
3
Distribuzione delle ore
39 classroom hours
Docenti
MARILENA VENDITTELLI

Modulo 3: LA ROBOTICA IN CHIRURGIA

Tipologia
Clinica generale medica e chirurgica, Tirocini formativi e di orientamento
SSD
MED/18, MED/18
Anno
N/D
Semestre
N/D
CFU
3
Distribuzione delle ore
13 classroom hours, 50 others hours
Docenti
PAOLO SAPIENZA
MICHELANGELO MICCINI
PAOLO BRUZZONE
FABIO MELANDRO

Risultati di apprendimento attesi

Alla fine del corso lo studente dovrà:
- avere acquisito conoscenze nell'ambito della medicina e della chirurgia, con particolare riferimento alle applicazioni della robotica medica
- aver acquisito le basi metodologiche della robotica medica in medicina e chirurgia
- saper declinare il percorso diagnostico terapeutico dei pazienti con problematiche cliniche internistiche e chirurgiche, con attenzione alle applicazioni della robotica medica
- conoscere e saper interpretare le metodiche di diagnostica strumentale (radiologica e labratoristica), e i relativi risultati, con attenzione alle eventuali applicazioni della robotica medica
- conoscere i principali campi di applicazione della robotica medica in medicina e chirurgia, nonchè le prospettive future
- saper interpretare, mediante l'utilizzo del ragionamento clinico, scenari clinici relativi a pazienti con problematiche cliniche internistiche e chirurgiche, con conoscenza dell'eventuale spazio di applicazione delle tecniche di robotica medica
- aver acquisito la capacità di interpretare criticamente e autonomamente le potenzialità e le limitazioni della robotica medica in campo medico e chirurgico
- saper comunicare informazioni, idee, problemi e soluzioni relativi agli argomenti del corso, anche a interlocutori non specialisti.

Prerequisiti

Gli argomenti trattati nell'insegnamento richiedono conoscenze basilari di medicina, farmacologia e fisiopatologia.

Programma dell’insegnamento

Modulo: LA ROBOTICA IN MEDICINA
- Il ruolo della robotica in medicina: stato dell'arte e prospettive future
- Il percorso diagnostico terapeutico del paziente internistico complesso con eventuale implicazioni delle tecniche di robotica (casi clinici)
- il paziente medico di pertinenza vascolare: approcci integrati medico-chirurgici sul distretto vascolare


Modulo: BASI METODOLOGICHE DELLA ROBOTICA MEDICA
Parte 1: basi di robotica
Cinematica dei manipolatori: rappresentazioni dell'orientamento di un corpo rigido; cinematica diretta e inversa; cinematica differenziale: Jacobiano analitico e Jacobiano geometrico.
Statica: trasformazioni di forze.
Controllo: architetture di controllo; controllo cinematico (nello spazio dei giunti e del compito).

Parte 2: applicazioni della robotica in chirurgia
Introduzione: sommario del corso e prospettiva storica; analisi delle principali funzioni chirurgiche: il punto di vista ingegneristico; descrizione di alto livello dei principali sistemi chirurgici assistiti da robot.
Classificazione dei sistemi chirurgici assistiti da robot.
Cinematica dei robot usati in chirurgia.
Controllo: controllo di sistemi semi-autonomi; controllo con vincoli imposti dalle tecniche di chirurgia mininvasiva; teleoperazione; controllo cooperativo e sistemi “hands-on”; vincoli virtuali per il controllo condiviso.
Metodi di registrazione robotica.
Analisi del sistema chirurgico da Vinci.


Modulo: LA ROBOTICA IN CHIRURGIA
Applicazione delle metodiche più avanzate in chirurgia (laparoscopica, robotica e chirurgia endovascolare) con l’obiettivo di fornire gli strumenti clinici per sviluppare algoritmi di intelligenza artificiale, realtà virtuale o aumentata.
• Cancro dello stomaco
• Cancro del colon
• Cancro del surrene
• Patologia ostruttiva delle arterie
• Patologia dilatativa delle arterie


Testi di riferimento

Modulo: LA ROBOTICA IN MEDICINA
- Harrison's Principi di Medicina Interna, o testi equivalenti
- Revisioni della letteratura (da MedLine)


Modulo: BASI METODOLOGICHE DELLA ROBOTICA MEDICA
Parte 1: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De Luca - Foundations of Robotics, Springer, September 2025

Parte 2: materiale fornito dalla docente


Modulo: LA ROBOTICA IN CHIRURGIA
Letteratura internazionale attuale

Bibliografia

Modulo: LA ROBOTICA IN MEDICINA
N/D
Modulo: BASI METODOLOGICHE DELLA ROBOTICA MEDICA
N/D
Modulo: LA ROBOTICA IN CHIRURGIA
Articoli estrapolati da Medline

Modalità di svolgimento

Lezioni frontali, lezioni invertite (flipped classroom), esercitazioni a casa e in classe. Per favorire l'interazione degli studenti nel corso delle lezioni in aula potranno essere utilizzate piattaforme digitali per creare presentazioni e lezioni interattive, che stimolano il coinvolgimento dei presenti.

Frequenza

Obbligatoria, rilevamento delle presenze

Modalità di esame

Domande scritte aperte su scenari clinici con risposta breve volta ad esplorare il ragionamento clinico e le potenziali aree di applicazione della robotica in medicina e chirurgia; successiva discussione orale degli elaborati.

Esempi di domande

- Un uomo di 65 anni riferisce da 6 mesi un flusso urinario debole e un episodio di ematuria macroscopica; l’esplorazione rettale digitale rivela un'area di "indurimento", e i livelli di PSA risultano moderatamente elevati. Sulla base del quadro clinico descritto, elenca le diagnosi differenziali, il successivo iter diagnostico e le priorità di gestione iniziale. Esplora le applicazioni robotiche specifiche che potrebbero essere utilizzate in questo caso.

Programmazione delle attività didattiche

Modulo: LA ROBOTICA IN MEDICINA

  • Lezioni Frontali, lezioni invertite (12,5 ore)
    • Testi di riferimento: Harrison Medicina Interna o equivalenti

  • Attività Pratiche Professionalizzanti/Casi clinici (75 ore)
    • Testi di riferimento: Harrison Medicina Interna o equivalenti



Modulo: BASI METODOLOGICHE DELLA ROBOTICA MEDICA
  • Introduzione al corso e organizzazione [1 ora]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Cinematica dei manipolatori: rappresentazioni dell'orientamento di un corpo rigido [2 ore]
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Cinematica dei manipolatori: cinematica diretta [2 ore]
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Cinematica dei manipolatori: inversa [2 ore] 
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Cinematica differenziale: Jacobiano analitico e Jacobiano geometrico [4 ore]
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Statica: trasformazioni di forze [2 ore]
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Architetture di controllo [2 ore]
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Controllo cinematico (nello spazio dei giunti e del compito) [2 ore] 
    • Testi di riferimento: B. Siciliano, L. Villani, G. Oriolo, A. De LucaFoundations of Robotics, Springer, September 2025

  • Panoramica sull’evoluzione della robotica chirurgica [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Analisi delle principali funzioni chirurgiche e delle loro controparti robotiche [4 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Classificazione dei sistemi robotici chirurgici [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Progettazione cinematica dei robot chirurgici [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Controllo dei sistemi robotici chirurgici: controllo della forza di interazione per robot medicali [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Controllo dei sistemi robotici chirurgici: teleoperazione [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Controllo dei sistemi robotici chirurgici: sistemi cooperativi o “hands-on” [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Controllo dei sistemi robotici chirurgici: vincoli virtuali (“virtual fixtures”) per il controllo cooperativo [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Registrazione [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente

  • Il sistema chirurgico da Vinci [2 ore]
    • Testi di riferimento: materiale didattico fornito dalla docente



Modulo: LA ROBOTICA IN CHIRURGIA
  • Lezioni Frontali, lezioni invertite (12,5 ore)
    • Testi di riferimento: Letteratura internazionale attuale

  • Attività Pratiche Professionalizzanti/Casi clinici (50 ore)
    • Testi di riferimento: Letteratura internazionale attuale


Obiettivi per lo sviluppo sostenibile - Agenda ONU 2030

  • Goal3
  • Goal4
  • Goal5
  • Anno accademico2026/2027
  • Corso di studio a cui afferisce l’insegnamentoMedicina e chirurgia HT
  • Presenza obbligatoriaNo
  • Linguaita
  • CFU10 CFU distribuiti in 3 moduli didattici integrati
  • Durata complessiva190 ore