Il Sistema Robotico Da Vinci

Il sistema robotico Da Vinci consta di 3 parti differenti:

Figura 8 Console Chirurgica

1. La console chirurgica: questa è la postazione del chirurgo operatore all’esterno del campo sterile. Da questa, il chirurgo può vedere attraverso un visore stereotassico immagini 3D del campo operatorio e può, attraverso i joystick definiti “master”, controllare i bracci del robot a distanza. Quindi, grazie a questa postazione, il chirurgo può controllare in ogni momento sia gli strumenti che sta usando, i quali riprodurranno in maniera molto fine i movimenti che egli compie (sistema master-slave), sia il visore endoscopico, in modo da avere sempre una visione ottimale del campo operatorio.

La visione tridimensionale è assicurata da due diversi canali ottici montati parallelamente a livello dell’endoscopio visore, così da inviare immagini stereotassiche alla console e la visione in 1080i da una visione magnificata del target anatomico.

Figura 9 Ottica dell'Endoscopio

Inoltre a livello del visore ottico il chirurgo potrà visionare specifiche icone o messaggi che potranno avvisarlo di eventuali errori del sistema. A livello del visore sono presenti anche degli specifici sensori a infrarossi che permettono al sistema di bloccare immediatamente i bracci ogniqualvolta il chirurgo allontani la testa dall’apposito alloggiamento; questo serve per limitare al minimo i movimenti accidentali dei bracci robotici a livello del campo operatorio quando il chirurgo non abbia la visione dello stesso.

Inoltre, negli ultimi modelli, è presente a livello del poggia-braccia un display “touch”, che ha il compito di comunicare eventuali messaggi e errori e dà la possibilità di controllare totalmente le funzioni video, audio e il settaggio ergonomico della postazione. Questo display inoltre permette di coordinare altre apparecchiature ausiliare permettendo una modalità di visione, detta “Tile-Pro”, che permette la visione integrata di immagini di esami strumentali (ecografia, TC, RM, endoscopia) e del campo chirurgico.

I controlli “master” vengono utilizzati dall’operatore mediante il pollice e l’indice e la disposizione reciproca dei joystick rispetto al visore dà la possibilità di un coordinamento occhio-mano simile a quello della chirurgia open.

Figura 10 Dettaglio Console Chirurgica

All’interno della console saranno presenti delle componenti che trasformeranno il segnale meccanico, dato dal movimento del chirurgo, in elettrico e questo sarà trasferito ai bracci del robot che quindi produrranno gli stessi movimenti compiuti dall’operatore. Può essere impostata a livello della console anche la scala di movimento (1:1, 1:3, 1:5), che quindi potrà far compiere al chirurgo movimenti molto fini a livello dei bracci robotici senza dover compiere movimenti fini di pari ampiezza alla console; questa opzione può essere anche cambiata nel corso di una stessa operazione chirurgica in modo da avere una diversa finezza di movimento in fasi che la richiedono.

È presente anche una componente che elimina il tremore fisiologico durante il movimento, così che questo non sia ripetuto dai bracci robotici, rendendo i movimenti di quest’ultimi molto più fluidi.

A livello della console sono presenti anche due pulsanti di controllo master che permettono di escludere temporaneamente gli strumenti chirurgici, così da poter ricollocare i joystick, in modo da evitare che questi si scontrino tra loro oppure per evitare che a lungo andare i polsi e gli avambracci dell’operatore si affatichino troppo per l’assunzione prolungata di posizioni scomode.

È presente anche una pedaliera che controlla l’emissione dei due tipi di elettrificazione ai due bracci controllati dal chirurgo (bipolare e unipolare) e che permette di muovere l’ottica in modo indipendente ai vari bracci robotici, di cambiare durante le varie manovre il controllo dal secondo al terzo braccio e viceversa oppure di bloccare i bracci nell’ultima posizione acquisita dal robot per riposizionare i master controller.

2. Carrello Paziente: è la parte del “robot” vero e proprio dove sono presenti bracci manovrati dal chirurgo e l’ottica. Presenta un basamento dotato di ruote e motorizzato che è fondamentale per spostare il carrello in posizione, prima dell’inizio dell’intervento. Sono presenti poi 4 bracci uno per l’ottica e tre per i vari strumenti che possono essere manovrati dal chirurgo, due principali e uno ausiliario. Ogni braccio presenta due pulsanti “clutch” utilizzati per i movimenti più grossolani per posizionare i bracci e poi un pulsante sull’estremità distale, usato per i fini aggiustamenti che servono per il docking e per inserire e rimuovere gli strumenti sui vari bracci durante la procedura chirurgica. Sono presenti inoltre a questo livello dei led, che illuminandosi in diverse colorazioni indicano in ogni momento lo stato del braccio.

Figura 11 Carrello Paziente

Il sistema Da Vinci fa uso di un sistema di tecnologia a centro remoto (il punto fisso nello spazio attorno a cui si muovono i bracci articolabili) che consente agli strumenti di essere manovrati in modo da minimizzare quelle che sono le forze esercitate a livello della parete corporea del paziente.

Inoltre, gli strumenti utilizzati dalle ultime versioni del robot sono strumenti detti “Endo- Wrist”, cioè dotati di 7 gradi di libertà di movimento e con la possibilità di poter arrivare anche a 180° di articolazione e 540° di rotazione che rende possibile manovrare gli strumenti simulando la mano e il polso di un chirurgo.

Figura 12 Articolazione degli Strumenti Robotici

Figura 13 Strumenti EndoWrist

L’endoscopio, invece, è disponibile in 2 modelli, uno con l’angolazione di 30° e uno di 0°, e nella versione Standard e S del Da Vinci ha montata una videocamera stereo a alta magnificazione (45° gradi di visione con zoom 15x) oppure una videocamera a ampio angolo (60°-10x). La versione Si presenta solo una videocamera a ampio angolo.

Oltre questo, attraverso comandi presenti sulla console chirurgica l‘operatore ha a disposizione uno zoom digitale (fino a 7 gradi di ingrandimento) in modo da poter ingrandire l’immagine senza muovere l’endoscopio, questo può essere una risorsa utile in alcuni frangenti dell’intervento.

3. Carrello visore: è una torre in cui sono presenti le componenti ausiliarie che sono utili alle varie funzioni del sistema. Comprende un monitor touchscreen e le componenti centrali dell’insufflatore di CO2 e delle componenti elettromedicali. A questo livello è localizzato anche il core del sistema: questo rappresenta la componente centrale alla quale si collegano tutte le altre componenti. Una delle componenti presenti è la fonte di erogazione della luce bianca che tramite l’endoscopio illumina il sito chirurgico.