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Loran biomedicina

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Loran biomedicina

  1. 1. LORAN S.R.L. Titolo del progetto: Sviluppo di un software medicale con interfaccia tattile per la simulazione pre-operatoria di interventi di protesizzazione a carico del rachide lombo-sacrale Codice del progetto: HTGWI94 Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE
  2. 2. Chi siamo UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE La ditta LORAN S.r.l. opera nel settore Sanità dal 1988, successivamente ha esteso il proprio core business nel settore Ambientale, Informatico e dei servizi. È certificata ISO 9001 dal 1998 per la “Commercializzazione, consegna ed assistenza tecnica di apparecchiature e prodotti per uso medicale, scientifico ed ambientale. Erogazione di servizi di logistica presso strutture sanitarie. Progettazione e produzione di software”. L’azienda è inoltre in possesso del NULLA OSTA DI SEGRETEZZA, rilasciato dalla Presidenza del Consiglio dei Ministri – Autorità Nazionale per la Sicurezza – CESIS – III REPARTO (U.C.S.), con l’abilitazione a trattare informazioni classificate come “segrete/riservate”. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  3. 3. I nostri servizi UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Siamo in grado di fornire numerosi servizi tra i quali: - Fornitura di apparecchiature medicali e prodotti marcati CE; - Agenzia di primari marchi nazionali ed internazionali; - Interventi di riparazione, contratti di manutenzione ed assistenza tecnica, - Contratti Full Risk e Verifiche di sicurezza; - Analisi progettazione e sviluppo di progetti software e gestionali web; - Sistemi per il controllo analitico; - Produzione, fornitura e gestione di sistemi per il monitoraggio ambientale; - Ricerca & Sviluppo Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  4. 4. Referenze UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 3M Italia S.p.A. Fornitura di software applicativo web per la gestione delle sale operatorie. Fornitura di servizi di logistica integrata nelle sale operatorie. Informatica e Servizi Ambiente Regione Puglia – Progetto TIZIANO Progetto del sistema di monitoraggio qualitativo e quantitativo dei corpi idrici sotterranei della Regione Puglia. Sanità Azienda Consorziale Policlinico di Bari Fornitura di arredi ed apparecchiature elettromedicali – Servizi di Assistenza Tecnica e Verifiche di sicurezza elettrica. Ricerca & Sviluppo Progetto studiato per il telecontrollo e per la sicurezza dei trasporti pericolosi sul territorio regionale. Tele.Sicur.Tras.
  5. 5. Il Progetto e i Partner UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Il progetto ha visto la partecipazione sinergica dei seguenti partner: - Politecnico di Bari – Dipartimento di Ingegneria Meccanica e Gestionale (DIMeG) - Centro Laser S.c.r.l. (Valenzano – BA) Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  6. 6. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Scopo finale del progetto era quello di implementare una piattaforma virtuale per la simulazione pre-operatoria e la relativa validazione biomeccanica di interventi di protesizzazione a carico del distretto lombo-sacrale del rachide umano. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  7. 7. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE La piattaforma implementata consiste di due moduli: 1) un modulo per la simulazione virtuale pre-operatoria di un intervento di protesizzazione a carico del distretto lombo- sacrale del rachide umano; 2) un modulo per la validazione biomeccanica dell’intervento simulato, basato su tecniche di analisi agli elementi finiti (FEA-Finite Element Analysis). Il modulo di protesizzazione virtuale (1) si avvale di una metafora di interazione uomo-macchina che abbiamo battezzato con l’acronimo Medi-MUI (Medical Multimodal User Interface). Esso consente al medico di simulare virtualmente un intervento di protesizzazione a carico del rachide lombo-sacrale dello specifico paziente in esame, previa estrazione del modello 3D dei corpi vertebrali interessati da una scansione TAC (Tomografia Assiale Computerizzata). Questi dati vengono importati nel modulo in forma tassellata secondo lo standard ben diffuso “.stl”. In particolare, il modulo si compone di: - un’interfaccia grafica utente (GUI-Graphic User Interface) per la visualizzazione del distretto anatomico in questione, munita di apposita libreria contenente le riproduzioni CAD (Computer-Aided Design) delle più comuni protesi adoperate nella pratica chirurgica: protesi interspinose di assistenza discale, quali Coflex “U” (Paradigm Spine), Viking (Sintea Biotech), X-Stop (St. Francis Medical Technologies), Bacjac (Pioneer Surgical Technologies), nonché protesi rigide a barre di accoppiamento vertebrale; - un dispositivo di navigazione (pan, rotate, zoom) in ambiente 3D a 6 gradi di libertà; - un braccetto robotizzato a 6 gradi di libertà per l’innesto della protesi, visualizzato sul monitor con un avatar dello strumento chirurgico atto a manipolare la singola protesi. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  8. 8. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Nello specifico, l’utente finale ha la possibilità di:  caricare e visualizzare il modello 3D del rachide estratto dalla TAC;  scegliere il tipo e le dimensioni della protesi più indicata per il caso in esame dall’apposito database di dispositivi protesici;  selezionare una o più coppie di vertebre da protesizzare;  simulare il movimento (apertura o scivolamento) della coppia di vertebre tra le quali impiantare il dispositivo protesico, come avviene nella realtà;  interagire con l’ambiente virtuale in modo bi-manuale: (i) con la mano dominante, il chirurgo controlla il braccetto robotizzato che simula lo strumento chirurgico per manovrare la protesi, e (ii) con la mano non dominante, il chirurgo controlla il dispositivo di navigazione (pan, rotate, zoom) della scena, ovvero la colonna vertebrale (l’interfaccia è intuitiva ed elimina la naturale avversione del medico ad operare con mouse e tastiera); Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2  inserire e posizionare manualmente nella scena 3D, con l’ausilio del braccetto, la protesi scelta all’interno del database con modalità drag&drop;  fornire un ritorno di forza al medico per simulare l’interferenza della protesi con le strutture anatomiche (osso, tessuti molli, ecc.);  verificare il corretto accoppiamento geometrico della protesi con i corpi vertebrali;  verificare la bontà della scelta operata, valutando eventualmente protesi diverse, che verranno sostituite a quella precedentemente scelta dal chirurgo, mantenendone la posizione e l’orientamento rispetto alla colonna vertebrale.
  9. 9. Il Progetto: Obiettivi e risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Successivamente (modulo 2), vengono realizzati i modelli per l’analisi agli elementi finiti (FEA), sia per il caso pre-operatorio sia per quello (o quelli) protesizzati. L’analisi FEA ha lo scopo di definire quale, fra gli interventi di protesizzazione simulati, abbia dato la migliore risposta dinamica in termini di funzionalità residua del tratto di colonna vertebrale interessato. Tale analisi viene condotta prendendo in considerazione tutti i vincoli funzionali legati all’anatomia del distretto in questione: giunzione intervertebrale, legamenti, ecc.. In particolare, vengono eseguite quattro differenti analisi per ciascun modello, da cui si ricavano le seguenti informazioni: - stima dell’angolo di rotazione relativo fra le coppie di vertebre sotto carichi di flessione, estensione e rotazione laterale; - analisi delle sollecitazioni a carico dei dischi intervertebrali negli stessi movimenti considerati sopra. Il raffronto tra il caso pre-operatorio ed il modello protesizzato può essere reso fruibile al medico secondo due modalità: - animazione della funzionalità del distretto anatomico; - mappatura in scala di colori degli stress a carico dei dischi. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  10. 10. Il Progetto: Soluzioni identificate UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Il progetto proposto costituisce una novità di assoluto rilievo nel campo della biomeccanica della colonna vertebrale. I benefici principali della prassi descritta sono: - maggiore sicurezza sulla prevedibilità del risultato atteso per una certa scelta di protesi, in quanto tutto il processo muove dal modello 3D della colonna vertebrale del paziente da sottoporre ad intervento; inoltre, l’analisi agli elementi finiti è calibrata su dati morfometrici ottenuti in vivo; il tutto consente al medico di valutare preventivamente se la protesi scelta è adatta a ristabilire la biomeccanica della colonna vertebrale del paziente in esame; - riduzione dei tempi di intervento e quindi della durata dell’anestesia: il chirurgo sa già, al momento di entrare in sala operatoria, quale protesi andrà ad impiantare; - eliminazione di eventuali controversie medico-legali connesse con la riuscita dell’operazione; - realizzazione preventiva di protesi custom, perfettamente adattabili all’anatomia del paziente, grazie alla possibilità di estendere il database dei dispositivi protesici. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  11. 11. Il Progetto: Utilizzabilità dei risultati e brevetti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Il risultato del progetto, ovvero il pacchetto software integrato in grado di simulare l’intervento di protesizzazione e di valutarne la riuscita chirurgica dal punto di vista della funzionalità residua del distretto anatomico in esame, è direttamente trasferibile in produzione, ma non ancora disponibile sul mercato in quanto sono necessari ulteriori casi studio per la validazione finale a scopi diagnostici e terapeutici. A questo scopo sono già in corso ulteriori sperimentazioni in collaborazione con l’equipe di neurochirurgia della Casa di Cura “Bernardini” di Taranto (diretta dal dott. N. Martellotta) ed il reparto di radiologia dell’Ospedale Cantonale di Bellinzona, sotto la direzione del dott. R. Cartolari. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  12. 12. Il Progetto: Utilizzabilità dei risultati e brevetti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2 L’azienda proponente ha già presentato, in data 22/04/2011, deposito di domanda di brevetto europeo n. I124
  13. 13. Il Progetto: Mercato e ricadute industriali UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Ricadute economiche ed occupazionali dei risultati attesi L’azienda proponente ha un fatturato annuo consolidato di oltre 1,7 mln di euro e prevede, grazie alla commercializzazione del pacchetto software, un incremento percentuale annuo del 10% per i prossimi 5 anni. Si ipotizza un incremento in termini occupazionali del 20%, sia per la commercializzazione del sistema, sia per i corsi di istruzione ed aggiornamento da eseguire presso le unità ospedaliere utilizzatrici del prodotto. Oltre al mercato Nazionale, si ipotizza un forte interessamento per l’utilizzo del sistema anche nel mercato estero, da cui la domanda di brevetto europeo. Contestualmente, l’azienda ha appena sostenuto ingenti investimenti finanziari per trasferire la direzione operativa dalla vecchia sede di via Quarto, in Bari, presso un nuovo opificio ubicato nella zona industriale del capoluogo, dove sono stati creati idonei spazi sia per assistenza remota, sia adeguate sale per corsi locali. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  14. 14. Il Progetto: Scenari Applicativi UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Il principale scenario applicativo del risultato del progetto è costituito dal campo della diagnostica radiologica e della neurochirurgia della colonna vertebrale. La protesizzazione del rachide lombo-sacrale è, infatti, uno degli interventi chirurgici più diffusi e ad esso si ricorre a seguito dell’insorgenza di patologie degenerative dolorose quali la lombalgia o la lombosciatalgia, patologie che inducono gravi modificazioni a carico della morfologia dell’articolazione, per cui il chirurgo ricorre a strumenti come la TAC per la diagnosi e la pianificazione pre-operatoria. Il software oggetto della presente ricerca è un ambiente di pianificazione pre-operatoria basato su una ricostruzione tridimensionale dell’anatomia del paziente, a partire dalle immagini TAC del paziente, e su modelli tridimensionali di protesi commerciali. All’utente clinico, l’anatomia del paziente è presentata attraverso un’interfaccia intuitiva che consente di visualizzare in ogni momento il posizionamento della protesi rispetto all’anatomia del paziente. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  15. 15. Il Progetto: Diffusione dei risultati UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE  In data 19 dicembre 2010, la Loran ha pubblicato sul quotidiano nazionale “la Repubblica” un pregevole redazionale che illustra e sintetizza lo sviluppo del gruppo imprenditoriale nell’ultimo anno solare e si sofferma sui progetti di ricerca in itinere. In particolare, l’articolo, oltre a ricordare l’impegno profuso dall’azienda nel campo dell’innovazione ambientale, in quello ospedaliero), nonché in ambito informatico, presenta un riquadro che dà ampio risalto al principale risultato conseguito nell’ambito del progetto, ovvero lo sviluppo di un software con interfaccia tattile per la simulazione pre-operatoria di interventi di protesizzazione a carico del distretto lombo-sacrale della colonna vertebrale.  Il Centro Laser, dal canto suo, ha svolto un’intensa campagna di promozione partecipando attivamente alla seconda edizione del Festival dell’Innovazione che si è tenuta presso la Fiera del Levante di Bari, dal 1° al 3 dicembre 2010, attraverso un proprio stand, all'interno del padiglione n. 11 (stand n. 10). Nello specifico, lo spazio espositivo del Centro Laser, che ha riscosso peraltro un ampio successo di pubblico, ospitava un poster avente ad oggetto le tematiche biomedicali affrontate dal progetto.  Inoltre, è stato sottoposto il seguente articolo “FROM A COMPUTATIONAL MODEL OF A HUMAN LUMBOSACRAL SEGMENT TO A FINITE ELEMENT (FE) ANALISYS OF A REAL WORKING SPINE” al congresso della Società Europea di Neuroradiologia, che si è tenuto a Barcellona (Spagna) dal 1° al 3 luglio 2011. Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2
  16. 16. Il Progetto: Riferimenti UNIONE EUROPEA FONDO EUROPEO DI SVILUPPO REGIONALE REGIONE PUGLIA AREA POLITICHE PER LO SVILUPPO IL LAVORO E L’INNOVAZIONE Referente tecnico per la Loran S.r.l. (080/5427032 - www.loransrl.net): - Dott. Nicola Lorusso (nicola.lorusso@loransrl.net) Referenti tecnici per il Politecnico di Bari-DIMeG: - Prof. Carmine Pappalettere (carpa@poliba.it) - Prof. Antonello Uva (a.uva@poliba.it) - Ing. Vincenzo Moramarco (v.moramarco@poliba.it) Referenti tecnici per il Centro Laser S.c.r.l. (080/4674314 - ww.centrolaser.it): - Dott.ssa Patrizia Boffi (patrizia.boffi@centrolaser.it) - Dott. Pierpaolo Solaro (pierpaolo.solaro@centrolaser.it) - Ing. Eliana Pupilla (eliana.pupilla@centrolaser.it) Intervento cofinanziato dall’U.E. F.E.S.R. sul P.O. Regione Puglia 2007-2013 Asse I – Linea 1.1 “Aiuti agli investimenti in ricerca per le PMI - Azione 1.1.2

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