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Scheda programma d'esame
ADE - 3D PRINTING E NUOVE TECNOLOGIE IN ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIA
PAOLO DOMENICO PARCHI
Anno accademico2023/24
CdSMEDICINA E CHIRURGIA
Codice1898Z
CFU1
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano

ModuliSettore/iTipoOreDocente/i
ADE - 3D PRINTING E NUOVE TECNOLOGIE IN ORTOPEDIA E TRAUMATOLOGIANNLEZIONI25
PAOLO DOMENICO PARCHI unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

Al termine del corso:

  • lo studente avrà acquisito conoscenze in merito alle nuove tecnologie in ambito medico e chirurgico con particolare riferimento all’ortopedia e traumatologia e le loro principali applicazioni cliniche
  • Lo studente avrà acquisito nozioni sulla terminologia e sulle metodiche legate alla chirurgia computer assistita in ambito ortopedico e traumatologico
  • Lo studente avrà acquisito nozioni sulle principali metodiche di navigazione e le loro principali applicazioni in chirurgia ortopedica e traumatologica
  • Lo studente avrà acquisito nozioni sulle principali piattaforme robotiche e le loro principali applicazioni in chirurgia ortopedica e traumatologica
  • Lo studente avrà acquisito nozioni su i principali sistemi di realtà aumentata e le loro principali applicazioni in chirurgia ortopedica e traumatologica
  • Lo studente avrà acquisito nozioni sulle principali metodiche di 3D printing e sulle loro principali applicazioni in chirurgia ortopedica e traumatologica
  • Lo studente avrà acquisito nozioni sulle principali metodiche di simulazione chirurgica e sulle loro principali applicazioni in chirurgia ortopedica e traumatologica
Knowledge


By the end of the course:

  • the student will have acquired knowledge of new technologies in the medical and surgical fields with particular reference to orthopedics and traumatology and their main clinical applications
  • The student will have acquired knowledge of the terminology and methods related to computer-assisted surgery in the orthopedic and traumatology fields
  • The student will have acquired knowledge of the main navigation methods and their main applications in orthopedic and trauma surgery
  • The student will have acquired knowledge of the main robotic platforms and their main applications in orthopedic and trauma surgery
  • The student will have acquired knowledge of the main augmented reality systems and their main applications in orthopedic and trauma surgery
  • The student will have acquired knowledge of the main 3D printing methods and their main applications in orthopedic and trauma surgery
  • The student will have acquired knowledge of the main surgical simulation methods and their main applications in orthopedic and trauma surgery

- Use of 3D printing methods for the creation of surgical simulators
Modalità di verifica delle conoscenze
  • Per l'accertamento delle conoscenze saranno svolte delle prove in itinere utilizzando test e/o incontri tra il docente e il gruppo di studenti che sviluppa il progetto
Assessment criteria of knowledge
  • Ongoing assessments to monitor academic progress will be carried out in the form of tests or meetings between the lecturer and a group of students developing the project
Capacità

Al termine del corso:

  • lo studente saprà utilizzare i principali software open source di pianificazione dell’atto chirurgico e di segmentazione delle immagini biomedicali fino alla generazione di un modello tridimensionale paziente specifico.
  • lo studente sarà in grado di comprendere il funzionamento, i vantaggi, gli svantaggi ed i limiti di utilizzo delle principali metodiche di chirurgia computer assistita in ambito ortopedico e traumatologico

  
Skills

 


By the end of the course:

  • the student can use the main open-source software for surgical planning and biomedical image segmentation up to generating a specific patient three-dimensional model.
  • the student will be able to understand the functioning, advantages, disadvantages, and limitations of using the main computer-assisted surgery methods in the orthopedic and traumatology fields.
Modalità di verifica delle capacità
    • Durante le sessioni di laboratorio informatico saranno svolti piccoli progetti tesi al comprendere l'utilizzo dei software di pianificazione chirurgica e segmentazione delle immagini biomedicali
    • Saranno svolte attività pratiche basate sull’utilizzo di sistemi di realtà aumentata, simulazione chirurgica e stampa tridimensionale
Assessment criteria of skills
  • During the computer laboratory sessions, small projects will be carried out aimed at understanding the use of surgical planning and biomedical image segmentation software.
  • Practical activities based on the use of augmented reality systems, surgical simulation, and three-dimensional printing will be carried out
Comportamenti

  •  

    • Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare conoscenze legate ai sistemi informatici e le principali metodiche computer assistite utilizzate in chirurgia ortopedica e traumatologica
    • Lo studente potrà saper gestire responsabilità di conduzione di un team di progetto
    • Saranno acquisite opportune accuratezza e precisione nello svolgere attività di raccolta e analisi di dati sperimentali
Behaviors
  • The student will be able to acquire and/or develop knowledge related to computer systems and the main computer-assisted methods used in orthopedic and trauma surgery
  • The student will be able to manage the responsibility of leading a project team
  • Appropriate accuracy and precision will be acquired in carrying out experimental data collection and analysis activities
Modalità di verifica dei comportamenti
    • Durante le sessioni di laboratorio saranno valutati il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte
    • Durante il lavoro di gruppo sono verificate le modalità di definizione delle responsabilità, di gestione e organizzazione delle fasi progettuali
    • In seguito alle attività seminariali saranno richieste agli studenti delle brevi relazioni concernenti gli argomenti trattati
Assessment criteria of behaviors
  • During the lab sessions, the accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated
  • During group work, the methods of assigning responsibility, management and organization during the project phases will be evaluated
  • Following seminar activities, students will be requested to submit short reports concerning the topics discussed
Prerequisiti (conoscenze iniziali)
  • Conoscenza della lingua inglese
  • Minima conoscenza dei sistemi informatici
  • Conoscenza dell’anatomia umana e delle patologie ortopediche e traumatologiche
Prerequisites

  

  • Knowledge of the English language
  • Minimum knowledge of computer systems
  • Knowledge of human anatomy and orthopedic and traumatological pathologies
Corequisiti
  • Gli studenti devono aver seguito il corso universitario di ortopedia e traumatologia.
Co-requisites
  • The students must have followed the university course in orthopedics and traumatology.
Prerequisiti per studi successivi

Nessuno
Prerequisites for further study

none
Indicazioni metodologiche
    • le lezioni frontali si svolgeranno con l’ausilio di powerpoint slides e filmati.
    • le esercitazioni in laboratorio si svolgeranno in gruppi utilizzando i computer delle aule informatiche e/o dei laboratori di ricerca e/o i PC personali degli studenti
    • durante le prove pratiche di laboratorio verrà fornito supporto dal personale docente e/o da codocenti
    • Tramite piattaforma TEAMS e tramite mail verranno forniti i materiali tipo di uso del sito di elearning del corso (es.: scaricamento materiali didattici, comunicazioni docente-studenti, pubblicazione di test per esercitazioni a casa, formazione di gruppi di lavoro, ecc.)
    • Le comunicazioni tra studente e docente avverranno principalmente tramite piattaforma TEAMS e tramite mail, saranno possibili anche incontri di persona che verranno richiesti nelle modalità precedentemente esposte
    • il materiale fornito sarà in lingua inglese.
Teaching methods
  • the frontal lessons will take place with the aid of PowerPoint slides and videos.
  • laboratory exercises will be carried out in groups using the computers in the computer rooms and/or research laboratories and/or the student's personal PCs
  • during the practical laboratory tests, support will be provided by the teaching staff and/or co-teachers
  • Typical materials for use of the course e-learning site will be provided via the TEAMS platform and email (e.g.: downloading teaching materials, teacher-student communications, publication of tests for home exercises, training of working groups, etc.)
  • Communications between students and teachers will mainly take place via the TEAMS platform and email, in-person meetings will also be possible and will be requested in the manner previously explained.
  • the material provided will be in English.
Programma (contenuti dell'insegnamento)
  • Introduzione alla chirurgia assistita da computer in ortopedia e traumatologia: termini tecnici, panoramica dei sistemi e obiettivi. (1 ora)
  • L'acquisizione e la segmentazione dell'immagine clinica per ottenere il modello virtuale 3D dell'anatomia del paziente. (1 ora)
  • Sistemi di navigazione chirurgica in ortopedia e traumatologia e loro applicazioni. (1 ora)
  • Piattaforma robotica in ortopedia e traumatologia e loro applicazioni (1 ora)
  • Sistemi di realtà aumentata in ortopedia e traumatologia e loro applicazioni (1 ora)
  • Stampa 3D: diversi tipi di stampanti 3D e loro applicazioni in ortopedia e traumatologia (2 ore) Segmentazione ossea (attività pratica) (3 ore)
  • L'utilizzo di modelli anatomici stampati in 3D. (1 ora)
  • L'utilizzo delle guide chirurgiche specifiche del paziente (1 ora)
  • Gli impianti su misura. (1 ora)
  • Simulazione chirurgica in ortopedia e traumatologia (2 ore)
  • Come costruire un simulatore chirurgico (attività pratica) (3 ore)
  • L'uso della realtà virtuale nella simulazione (attività pratica) (3 ore)
  • Sistemi di realtà aumentata in ortopedia e traumatologia (attività pratica) (3 ore)
Syllabus
  • Introduction to computer-assisted surgery in orthopedics and traumatology: technical terms, systems overview, and objectives. (1 hour)
  • The clinical image acquisition and segmentation to obtain the 3D virtual model of the patient’s anatomy. (1 hour)
  • Surgical Navigation systems in orthopedic and traumatology and their applications. (1 hour)
  • Robotic Platform in Orthopedic and traumatology and their Applications (1 hour)
  • Augmented reality Systems in orthopedic and traumatology and their applications (1 hour)
  • 3D printing: different types of 3D printers and their applications in orthopedic and traumatology (2 hours)
  • Bone segmentation (practical activity) (3 hours)
  • The use of 3D printed anatomical models.(1 hour)
  • The use of Patient’s specific surgical guides (1 hour)
  • The custom-made implants. (1 hour)
  • Surgical simulation in orthopedics and traumatology (2 hours)
  • How to build a surgical simulator (practical activity) (3 hours)
  • The use of virtual reality in simulation (practical activity) (3 hours)
  • Augmented reality systems in orthopedic and traumatology (practical activity) (3 hours)
Bibliografia e materiale didattico

Lucas E. Ritacco, Federico E. Milano, Edmund Chao. Springer International Publishing.

Computer-Assisted Musculoskeletal Surgery: Thinking and Executing in 3D
Bibliography

Lucas E. Ritacco, Federico E. Milano, Edmund Chao. Springer International Publishing.

Computer-Assisted Musculoskeletal Surgery: Thinking and Executing in 3D
Indicazioni per non frequentanti

Il corso ha frequenza obbligatoria del 70%
Non-attending students info

The course has a mandatory attendance of 70%
Modalità d'esame
  • L'esame è composto da una prova orale
  • La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente, o anche tra il candidato e altri collaboratori del docente titolare
  • La prova orale è non superata se il candidato mostra di non essere in grado di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta, oppure se il candidato non risponde correttamente almeno 2 domande su 3.
Assessment methods

 

  • The exam consists of an oral test
  • The oral test consists of an interview between the candidate and the teacher, or even between the candidate and other collaborators of the teacher
  • The oral test is not passed if the candidate shows that he is not able to express himself clearly and use the correct terminology, or if the candidate does not answer at least 2 out of 3 questions correctly.
Stage e tirocini
  • Le lezioni fotntali si svolgeranno presso la Clinica Ortopedica Universitaria EDIFICIO 3 Ospedale di Cisanello
  • Le sessioni pratiche si svolgeranno presso il Centro Endocas o presso il Centro di Simulazione Medica dell'Università di Pisa.
Work placement
  • The frontal lessons will be done at the Orthopedic Clinic Building EDIFICIO 3 Cisanello Hospital
  • the practical sessions will be done at the Endocas Center or the Medical Simulation Center of Pisa University.
Note

Modalità di ricevimento telematica trami TEAMS
Ultimo aggiornamento 05/12/2023 12:17