ECTS - University of Pisa
L’insegnamento ha l’obiettivo di far acquisire agli studenti le conoscenze e gli strumenti metodologici caratteristici della robotica in ambito chirurgico/diagnostico, delle terapie mirate basate su micro/nano-materiali intelligenti e della bioingegneria a scopo rigenerativo.
In particolare, nel modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, lo studente acquisirà conoscenze e metodologie relative alla progettazione di robot e strumentazione intelligente per la chirurgia e l’interventistica. Lo studente riuscirà a distinguere i tratti salienti dei sistemi robotici più indicati per le diverse patologie, da utilizzare in distretti anatomici differenti e con diverse esigenze di accesso, di trattamento e di intervento. Grazie all’analisi di sistemi per chirurgia robot-assisted disponibili presso l’istituto del docente, gli studenti riusciranno a collegare le conoscenze teoriche acquisite con dei casi pratici. Saranno anche forniti i principi base di COMSOL Multiphysics per un primo approccio alla simulazione di sistemi complessi. Nel modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”,lo studente acquisirà inizialmente conoscenze e metodologie di base relative a chimica, microfabbricazione e biologia, dopodiché acquisirà competenze specifiche e metodologiche (anche grazie ad attività di laboratorio) relative a tecniche di sintesi e caratterizzazione di materiali e biomateriali, medicina rigenerativa, ingegnerizzazione di cellule staminali con stimoli chimici e fisici, 3D bioprinting, sviluppo e caratterizzazione di micro e nanovettori per terapie mirate, tenendo conto di opportune leggi di scala, micro- e bio-robot.
The course objective is to provide students with knowledge and methodological tools typical of robotics in the surgical/diagnostic domain, of targeted therapies based on micro/nano smart materials and of bioengineering for regenerative purposes.
In particular, in the “Robotics for minimally invasive therapy” module, the student will gather knowledge and methodologies concerning the design of robots and intelligent instruments for surgery and interventional tasks. The student will be able to recognize the most significant features of the most suitable robotic systems for each pathological condition, taking into consideration the different anatomical areas, the different access requirements and the required interventional procedures. Thanks to the analysis of the surgical robots available in the teacher’s Institute, the students will be able to relate the theoretical knowledge with real practical scenarios. Base knowledge about COMSOl Multiphysics software will be provided by means of specific lessons and practical sessions.
In the “Miniaturized therapeutic and regenerative systems” module, the student will initially gather basic knoweldge and methodologies concerning chemistry, microfabrication and biology. Afterwards, he/she will acquire specific competences and methodologies (also thanks to lab practical activities) concerning biomaterial synthesis and characterization techniques, regenerative medicine, stem cell engineering through chemical and physical stimuli, 3D bioprinting, development and characterization of micro and nanovectors for targeted therapy, taking into account specific scaling laws, micro- and bio-robots.
Nel modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, il docente inviterà gli studenti a interagire proponendo soluzioni a piccoli quesiti che saranno presentati durante il corso normale delle lezioni. Molte lezioni constano di una parte hands on in cui agli studenti verranno presentati dei sistemi per chirurgia robotica o image – guided. Durante tali presentazioni, anche svolte insieme a dottorandi e post-doc, il docente porrà dei quesiti per valutare se i concetti teorici propedeutici sono stati appresi e se gli studenti riescono a calare tali concetti nelle esperienze pratiche a loro proposte.
Nel modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, verrà richiesto agli studenti di elaborare un projectual work nel quale gli studenti stessi identificano un’ipotesi innovativa nei campi di ricerca inerenti al corso e sviscerano gli esperimenti necessari per validare tale ipotesi. Per l’accertamento delle conoscenze, relativamente a tale projectual work, saranno svolti degli incontri tra il docente e gli studenti che sviluppano il progetto, in modo da indirizzare opportunamente il lavoro. In sede d’esame, la verifica delle conoscenze riguarderà sia l’esposizione del projectual work che la valutazione orale delle conoscenze acquisite durante il corso.
In the “Robotics for minimally invasive therapy” module, the teacher will invite the students to interact suggesting proper solutions to specific questions that will be presented during the lessons. Several lessons are organized with a specific hands-on part where surgical robots or image-guided systems will be presented to the students. During these presentations, usually carried out together with PhD students and post-doc, the teacher will ask proper questions to the students for evaluating if the preparatory theoretical concepts have been comprehended and if they are able to move these concepts into the proposed practical experiences.
In the “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the students will be asked to prepare a projectual work, in which they will identify a novel hypothesis dealing with the fields touched during the module and will describe the set of experiments needed to validate such hypothesis. To assess the students’ knowledge and skills, concerning the projectual work, meetings between teacher and students will be planned, in order to properly guide their activity. During the exam, the assessment willl concern both a presentation of the projectual work and the oral evaluation of the knowledge acquired in the course.
Per quanto riguarda il modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, al termine del corso lo studente:
Per quanto riguarda il modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, al termine del corso lo studente:
Concerning the module “Robotics for minimally invasive therapy”, at the end of the course the student:
Concerning the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, at the end of the course the student:
Nel modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, il maggiore strumento per la verifica dell’apprendimento sarà la prova d’esame finale. Durante il corso il docente esporrà gli studenti a semplici quesiti per accertare la capacità degli stessi di estrarre i contenuti teorici e applicarli in casi pratici. Questa verifica sarà condotta in particolare durante le sessione pratiche in cui agli studenti verrà chiesto di riconoscere i moduli di quello che hanno appresso nelle piattaforme che saranno loro presentate.
Nel modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, gli strumenti utilizzati consisteranno in:
In the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the major instrument for learning evaluation will be the final examination. During the course, the teacher will propose simple questions to the students for verifying their capabilities to extract the theoretical concepts and applying them into practical scenarios. This kind of check will be performed especially during the practical sessions when the students will have to recognize the specific modules investigated during the course in the presented platforms.
In the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the instruments used will consist of:
Nel modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, lo studente imparerà a comprendere gli elementi più rilevanti in un approccio interventistico-chirurgico, distinguendo tra gli aspetti tecnici e quelli legati al paziente, all’operatore e al sistema sanitario. Quando possibile il docente cercherà di sottolineare i rapporti costi/beneficio caratteristici delle diverse soluzioni proposte, in modo da far acquisire agli studenti consapevolezza dei problemi legati alla tecnologia per la chirurgia.
Nel modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, i comportamenti che si ritiene lo studente possa acquisire sono:
In the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the students will be able to identify the most relevant elements in a surgical-interventional approach, distinguishing technical aspects from issues related to patients, healthcare system and operators. When feasible, the teacher will underline the peculiar cost/benefits ratio of each proposed solution, for helping the students to become aware about the most important problems related to technology for therapy and surgery.
In the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the attitudes that the student is thought to acquire are:
Nel modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, gli strumenti utilizzati per accertare l’acquisizione dei comportamenti di cui sopra saranno essenzialmente le domande o le considerazioni che gli studenti faranno durante le lezioni. Il docente, ad esempio, chiederà quale approccio interventistico è più idoneo per un certo problema e dalla risposta cercherà di capire se lo studente ha acquisito consapevolezza dei problemi di costo/beneficio delle diverse tecnologie presentate.
Nel modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, gli strumenti utilizzati per accertare l’acquisizione dei comportamenti attesi saranno:
In the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the instruments used to assess if the students gathered the expected attitudes described above are essentially the questions or the students’ considerations carried out during the lessons. The teacher, for example, will ask which is the most appropriate approach for a defined problem and from the students’ answers she will try to understand if the students have acquired the proper awareness regarding the cost/benefits problems of each technology proposed during the course.
In the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the instruments used to assess if the students gathered the expected attitudes are:
Per seguire il corso in modo proficuo, non sono richieste conoscenze specialistiche da parte degli studenti. Tuttavia, sono necessarie conoscenze consolidate di base di fisica, matematica e Sono inoltre utili, anche se non strettamente necessarie, conoscenze relative a meccanica, elettronica, chimica e biologia.
To profitably attend this course, no specialistic knowledge is required. However, consolidated competences of physics, mathematics and automation are needed. In addition, useful (even if not strictly needed) competences concern mechanics, electronics, chemistry and biology.
Per quanto riguarda il modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, le informazioni metodologiche sono le seguenti:
Per quanto riguarda il modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, le indicazioni metodologiche sono le seguenti:
Concerning the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the methodological information are the following:
Concerning the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the methodological indications are:
Per quanto riguarda il modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, i contenuti dell’insegnamento sono i seguenti:
Per quanto riguarda il modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, i contenuti dell’insegnamento sono i seguenti:
For the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the course topics are the following:
For the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the course topics are the following:
Per quanto riguarda il modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, la principale bibliografia di riferimento è la seguente:
· H.G. Stassen et al. “Open versus minimally invasive surgery: a man-machine system approach”, Transactions of the Institute of Measurement and Control, Vol 21, no. 4-5, 1999.
Per quanto riguarda il modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, la bibliografia di riferimento è la seguente:
Per entrambi i moduli, le lezioni in formato digitale, i paper di riferimento e i capitoli di libro sono disponibili sul sito http://www.bionicsengineering.it/Courses_PrivateArea, accessibile dagli studenti.
For the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the main bibliography is the following:
· H.G. Stassen et al. “Open versus minimally invasive surgery: a man-machine system approach”, Transactions of the Institute of Measurement and Control, Vol 21, no. 4-5, 1999.
For the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the main bibliography is the following:
For both modules, the lessons in a digital format, together with papers and book chapters will be available on the website http://www.bionicsengineering.it/Courses_PrivateArea, accessible by the students.
Non ci sono variazioni per studenti non frequentanti.
There are no variations for students that do not attend the course.
Per quanto riguarda il modulo “Robotics for minimally invasive therapy”, le modalità d’esame sono le seguenti:
Per quanto riguarda il modulo “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, le modalità d’esame sono le seguenti:
For the module “Robotics for minimally invasive therapy”, the exam modality is the following:
For the module “Miniaturized therapeutic and regenerative systems”, the exam modality is the following:
Nessuna nota aggiuntiva
No additional notes
