ROBOTIC POSITIONING OF A STEERABLE SHEATH FOR IN SITU FENESTRATION OF ABDOMINAL AORTIC ENDOGRAFT

The objective of this thesis is to analyse the feasible realisation of the in situ fenestration of an abdominal aortic edograft given the placement of a steerable sheath guided by a robot. This thesis introduces concepts relating to operation and its implementation to treat renal aneurysms and concepts relating to robot control and in particular its kinematics and planning. The possible tools for the virtualisation process are then presented, describing in detail the adopted ones. Moreover, the main problems encountered and their solutions for the correct setup of the environment are showed. Next, the description of the actual implementation is provided, then the various direct/inverse kinematics and path/motion planning algorithms used and their correct drafting in Python. As a matter of fact, a UR5 robot was used for the realisation of this project, an industrial manipulator with six degrees of freedom. Finally, the various results obtained are described in detail and a comparison between the real and virtual operation is made. Snapshots of the 3D simulation are shown that justify the correct implementation of the operation (and the implemented algorithms), given the reasonable assumptions and simplifications. To conclude, an analysis of possible future developments is touched upon.

POSIZIONAMENTO ROBOTICO DI UNO STEERABLE SHEATH PER LA FENESTRAZIONE IN SITU DI UN ENDOPROTESI AORTICA ADDOMINALE. L'obiettivo della tesi è quello di analizzare la fattibile realizzazione della in situ fenestrazione di un endoprotesi addominale aortica dato il posizionamento di uno steerable sheath guidato da un robot. Tale progetto di Tesi introduce i concetti relativi all'operazione EVAR e la sua realizzazione per trattare aneurismi renali e concetti relativi al controllo robotico ed in particolare alla sua cinematica e il suo planning. Vengono poi presentati i possibili strumenti per il processo di virtualizzazione, descrivendo in dettaglio quello adottato. Inoltre vengono mostrati i principali problemi incontrati e le loro soluzioni per il corretto setup dell'ambiente. Successivamente la descrizione dell'implementazione vera e propria è mostrata, quindi i vari algoritmi di cinematica diretta/inversa e di path/motion planning usati e la loro corretta stesura in Python. Infatti, per la realizzazzione di tale progetto un UR5 è stato usato, un manipolatore industriale a sei gradi di libertà. Infine, i vari risultati ottenuti vengono descritti in dettaglio e un confronto tra l'operazione reale e quella virtuale viene effettuata. Vengono infatti mostrati degli snapshot della simulazione 3D che giustificano la corretta implementazione dell'operazione (e degli algoritmi implementati), date le premesse e semplificazioni fatte. Per concludere, una analisi dei possibili sviluppi futuri è stata toccata.