Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Robin Heart INCITE surgical telemanipulator controlled by system equipped with 3D force sensor

Nawrat Z., Mucha Ł., Krawczyk D., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Földesy P., Radó J., Dücső C., Sántha H., Szebényi G., Fürjes P.

Medical Robotics Reports

|

2017

|

vol. 6

37--46

EN

The aim of this work is to present the final report, financed by the EU INCITE grant, development of the robot control system Robin Heart with the use of special 3D MEMS micro-sensors, to verify their following functions: 1) an easy control of robotic movement during operation using a micro joystick integrated with the laparoscopic tool 2) measuring the value and direction of force between the jaw of the laparoscopic tool and operated organ 3) tissue diagnostics during work using a 3D touch sensor placed in the front of the tool. Piezo-resistive silicon sensors have been designed and manufactured by the Hungarian company EK MFA. A prototype of a miniature motion sensor placed on the gripping part of the endoscopic tool to control the vision path robot was made. Sensory endoscopic tools were integrated with the ROBIN HEART robot and the Robin Hand motion unit as well as innovative mechatronic surgical tools with a panel informing about the measurement values of the force of tools and tissue. Researched prototype sensors have demonstrated their usefulness in the robot's force feedback system. The practicality of the application to assess the condition of the tissue and the strength of the endoscopic grasper clamp was confirmed. The work was carried out as a part of the EU INCITE project financed partly by NCBiR and NKFIA.

PL

Celem pracy jest przedstawienie finalnego raportu finansowanego z projektu EU INCITE rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro-czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro-dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia endoskopowego do sterowania robotem toru wizyjnego. Wykonano sensoryczne narzędzia endoskopowe zintegrowane z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand oraz nowatorskie mechatroniczne narzędzia chirurgiczne z panelem informującym o wartości pomiarów siły oddziaływania narzędzi z tkanką. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera endoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR i NKFIA.

2

Robot chirurgiczny Robin Heart Tele - następca Robin Heart mc2

Nawrat Z., Mucha Ł., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Kostka P.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

27--33

PL

W artykule opisano innowacyjną koncepcję platformy narzędziowej umożliwiającą operowanie za pomocą jednego ramienia robota pozycjonującego. W 2009 r. podczas testu in vivo modelu zwierzęcego operacji pomostowania wieńcowego udowodniono przydatność zupełnie nowej koncepcji robota modułowego nazwanego Robin Heart mc2. To największy do tej pory robot z rodziny Robin Heart – sterowany przez jednego operatora – zastępuje trzy osoby przy stole operacyjnym: chirurga asystującego (dwa narzędzia), operator toru wizyjnego (endoskop) oraz głównego chirurga (dwa narzędzia chirurgiczne). Po raz pierwszy wprowadzono w nim platformę narzędziową – de facto pełnego mini robota chirurgicznego – zamontowanego na jednym ramieniu robota. Zaprezentowany robot nowej generacji rozwija tę koncepcję wprowadzając oryginalne rozwiązania konstrukcyjne zwiększające możliwości funkcjonalne.

EN

This article describes an innovative concept of a tool platform that allows to operate with one arm of a positioning robot. In 2009, during the in vivo animal model of coronary artery bypass surgery, a completely new concept of a modular robot named Robin Heart mc2 was demonstrated and its usefulness proven. This is the largest Robin Heart robot, operated by one operator, replacing three people at the operating table: assistant surgeon (two tools), endoscope operator and primary surgeon (two surgical instruments). For the first time a tool platform has been introduced – de facto a full mini surgical robot – mounted on one robot arm. The next-generation robot presented here develops this concept by introducing original design solutions that enhance functionality

3

Robin Heart INCITE - wprowadzenie sprzężenia siłowego dla telemanipulatora chirurgicznego

Nawrat Z., Mucha Ł., Rohr K., Lis K., Lehrich K., Krawczyk D., Földesy P., Radó J., Dücső C., Sántha H., Szebényi G., Fürjes P.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

34--42

PL

Celem pracy jest przedstawienie rozwoju projektu systemu sterowania robota Robin Heart z zastosowaniem specjalnych mikro--czujników 3D MEMS, dla weryfikacji ich następujących funkcji: 1) sterowanie robotem toru endoskopowego za pomocą mikro--dżojstika zintegrowanego z rękojeścią narzędzia laparoskopowego dla ergonomicznej manipulacji. 2) pomiar wartości i kierunku działania siły pomiędzy szczęką narzędzia laparoskopowego, a organem. 3) diagnostyki tkanek podczas pracy za pomocą czujnika dotykowego 3D umieszczonego w czołowej części narzędzia. Piezorezystancyjne sensory krzemowe zostały zaprojektowane i wykonane przez węgierską firmę EK MFA. Przeprowadzone zostały symulacje MES w celu określenia podstawowych parametrów mechanicznych czujnika. Czujniki zostały pokryte polimerem półprzewodnikowym PDMS (polidimetylosiloksan), następnie przeprowadzono badania wpływu powłoki elastycznej pod kątem czułości i czasu odpowiedzi. Zgodnie z wymaganiami medycznymi i funkcjonalnymi czujniki dodatkowo zostały pokryte biokompatybilnym elastycznym polimerem. Wykonany został prototyp miniaturowego zadajnika ruchu umieszczonego na części chwytowej narzędzia laparoskopowego. Przeprowadzone zostały testy polegające na orientacji robota w polu operacyjnym za pomocą trójosiowego czujnika siły. Przeprowadzono wstępne testy sensorycznego narzędzia laparoskopowego zintegrowanego z robotem ROBIN HEART i zadajnikiem ruchu Robin Hand. Zrealizowane badania prototypowych czujników wykazały ich użyteczność w układzie siłowego sprzężenia zwrotnego robota. Potwierdzono celowość aplikacji do oceny stanu tkanki i siły zacisku graspera laparoskopowego. Praca została wykonana w ramach projektu EU INCITE finansowana częściowo przez NCBiR.

EN

The aim of this work is to demonstrate the applicability and functionality of the Robin Heart robot's control systems integrated with special MEMS based 3D force micro-sensors. Three different robot functions and corresponding detector devices are proposed: 1) Micro-joystick type actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to control easily robotic movement during operation. 2) 1D force sensor located inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength and 3) 3D (vectorial) force/tactile sensor placed at the tip of the laparoscope which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. The silicon based piezoresistive sensors have been designed and prepared by micromachining technologies in the MEMS Laboratory of EK MFA (Budapest, Hungary). According to the medical and functional requirements the sensors were electro-mechanically integrated and covered by biocompatible elastic polymer (polydimethylsiloxane – PDMS) by BME (Budapest, Hungary). The device geometry was modelled by coupled finite element simulation to determine its expected performance. The effect of the elastic coverage was studied in terms of sensitivity and response time also. Preliminary test of the laparoscopic head equipped with MEMS sensors and integrated in the ROBIN HEART surgery robot system was performed by FRK (Zabrze, Poland). A model of the robot controller using a prototype of 3D force sensor has been also successfully tested during the tests of the functional robot. Studies of the prototypes of “smart” sensory laparoscopes have demonstrated their remarkable usefulness in force feedback robotic systems to recognize the state of tissue and to determine the clamping force of the grasper of surgical system. The international cooperation to develop “smart” laparoscope for robotic surgery was done in the frame of the ENIAC “INCITE” project No.621278 and partially financed by the ENIAC JU and the National Centre for Research and Development (NCBR - Poland) and National Research, Development and Innovation Fund (NKFIA – Hungary).

4

Zastosowanie technologii druku 3D w konstrukcji prototypów manipulatorów medycznych

Lehrich K., Lis K., Nawrat Z., Mucha Ł., Rohr K.

Mechanik

|

2016

|

R. 89, nr 3

224--225

PL

Przedstawiono przykład zastosowania druku 3D do budowania prototypów manipulatorów medycznych. Opisano konstrukcje manipulatorów i ich części wykonane metodą FDM – jako przykład posłużyły dwa prototypy manipulatorów, które powstały w 2014 i 2015 r. w Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii im. prof. Zbigniewa Religi w Zabrzu.

EN

Presented is an example of using 3D print technique to produce prototypes of medical manipulators. Design of the manipulators and components made by the FDM method was presented by example of two prototypes of manipulators that were built in 2014 and 2015 in the Zbigniew Religa Foundation for Cardiac Surgery Development, Zabrze.

5

Sterowanie robotem Robin Heart Pelikan z zastosowaniem siłowego sprzężenia zwrotnego

Mucha Ł., Nawrat Z., Lis K., Lehrich K., Rohr K., Furjesb P., Ducso C.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2016

|

Vol. 22, nr 3

146--153

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest badanie systemów sterowania robota Robin Heart PVA (ang. Port Vision Able) z zastosowaniem specjalnych mikroczujników siły 3D MEMS. Postawiono trzy różne sposoby wykorzystania opracowywanych czujników: (1) jako czujnik siły wykorzystany jako mikrodżojstik zintegrowany w rękojeścią narzędzia endoskopowego, aby łatwo kontrolować ruch robota wizyjnego podczas pracy chirurga; (2) jako czujnik siły wewnątrz szczęki narzędzia endoskopowego dla dostarczenia informacji zwrotnej do operatora-chirurga, mierząc siłę chwytu; (3) jako czujnik wielowymiarowy dotyku na końcu narzędzia chirurgicznego, co ułatwia badanie palpacyjne do diagnostyki tkanek podczas pracy. Artykuł ten jest studium wykonalności w zakresie proponowanych zastosowań. Model sterowania robota przy użyciu prototypowego czujnika siły 3D został pomyślnie przetestowany w badaniach funkcjonalnych robota. Wstępne badania sensorów wykazały ich przydatność dla sterowania robotem ze sprzężeniem siłowym, aby ocenić stan tkanek oraz do oceny siły docisku chirurgicznego chwytaka.

EN

The aim of this work is to investigate the control systems of Robin Heart PVA (Port Vision Able) using special 3D MEMS force microsensors. Three different functions are targeted: (1) micro-joystick actuator to be integrated in the hilt of the laparoscope to easily control robotic movement during operation; (2) force sensor inside the laparoscopic jaw to provide feedback to the surgeon by measuring the grasping strength; (3) 3D force/tactile sensor which facilitates palpation for tissue diagnostics during operation. This paper is a feasibility study regarding these proposed applications. A model of the robot controller using a prototype 3D sensor force has been successfully tested during the study of functional robot. Pre-studies of prototype sensors have demonstrated their usefulness in robot force feedback system to assess the state of tissue and to assess the clamping force the grasper surgical system.

6

Robin Heart Force Feedback/Control System Based on INCITE Sensors - preliminary study

Rohr K., Fürjes P., Mucha Ł., Radó J., Lis K., Dücső C., Sadowski W., Foldesy P., Krawczyk D., Kroczek P., Małota Z., Szebényi G., Nawrat Z.

Medical Robotics Reports

|

2015

|

vol. 4

10--17

PL

Przedmiotem pracy jest wykonanie czujnika siły 3D wg technologii MEMs i zastosowanie go jako mikrodżojstika siłowego do sterowania położeniem robota Robin Heart PVA. Ponieważ robot posiada 5 stopni swobody uruchomienie wszystkich możliwości ruchu jest wykonane przez zastosowanie sprzęgła przełączającego obiekt sterowania. Poprzez odpowiednie naciśnięcie czujnika uzyskujemy możliwość sterowania funkcjami tego sferycznego robota (z różną prędkością): pochylenie do przodu lub w bok lub alternatywnie wsuw/wysuw liniowy i obrót narzędzia wokół osi. Wykonano specjalny projekt umieszczenia czujnika w odpowiednim uchwycie mocowanym do narzędzia chirurgicznego. Wykonano odpowiedni system sterowania z nowym czujnikiem i dokonano porównania ze sterowaniem za pomocą klasycznego pilota.

EN

The subject aim of the this work is the investigation studying of applicability of 3D MEMS based force micro-sensors made by 3D MEMSmicromachining technology and use it as micro-joystick to control the position of robot Robin Heart PVA. Since the robot moves with 5 degrees of freedom to run utilise all the possibilities of movement is done available by the use of the switching clutch control object. By pressing the in appropriate mode (way) the sensor provides the ability to control the functions of the spherical robot (at different speeds): to lean forward or sideways or alternatively to penetrate or withdrow withdraw and to rotate of the tool axis is possible. The sensor was fastened in its special of the surgical tool. An Applicability of appropriate control system equipped with a new this novel sensor was investigated in and a comparison with to the control using the classic remote control methods was investigated. Preliminary tests of laparoscope integrated force sensors were also investigated accomplished to provide additional on-line information for the surgeron during operation.

7

Postępy budowy specjalnych interfejsów operatora robota chirurgicznego Robin Heart

Mucha Ł., Rohr K., Lis K., Lehrich K., Kostka P., Sadowski W., Krawczyk D., Kroczek P., Małota Z., Nawrat Z.

Medical Robotics Reports

|

2015

|

vol. 4

49--55

PL

Praca stanowi przegląd oryginalnych systemów zadawania ruchu opracowanych dla polskiego robota chirurgicznego Robin Heart. Najnowsze, oryginalne rozwiązanie kontroli robota chirurgicznego Robi Heart – haptyczny zadajnik ruchu – pozwala na sprawne i z wyczuciem siły 3D sterowanie narzędziami robota.

8

Robin Heart PortVisionAble - projekt, konstrukcja i wstępne badania

Lis K., Lehrich K., Mucha Ł., Rohr K., Nawrat Z.

Medical Robotics Reports

|

2014

|

vol. 3

6--12

PL

Artykuł przedstawia postępy i perspektywy polskiego robota chirurgicznego Robin Heart. Rozpoczęty w 2000 r. projekt wszedł w fazę przygotowań pierwszych produktów, które wejdą na salę operacyjną. Po pierwszych eksperymentach na zwierzętach robotów Robin Heart modeli 1,2,Vision oraz mc2 wiadomo, że robot toru wizyjnego spełnił wszystkie oczekiwania odbiorców. Trwa przygotowanie pierwszego modelu klinicznego robota: nowego modelu Robin Heart PortVisionAble, lekkiego, walizkowego robota toru wizyjnego. Przedstawiono model, konstrukcję i badania wstępne prototypu. Opracowywana jest technologia produkcji seryjnej i przygotowywany model do badań certyfikacyjnych.

EN

The paper presents the achievements & perspectives, current state of works conducted by the FCSD team under the Robin Heart surgical robot project. The project, after series of animal and teleoperation experimentsentered the phase of preparation the first clinical robot model. Robin Heart Vision met the customers’ predictive expectations. The Robin Heart PortVisionAble will be prepared for robotic control of endoscope position/orientation with new functional robot’s properties (lightweight, mobile robot). Mass production technology is being developed. A robot for certification tests is being prepared.

9

Interfejs operatora robota chirurgicznego - oryginalne rozwiązania sprzężenia informacyjnego i decyzyjnego

Nawrat Z., Kostka P., Lis K., Rohr K., Mucha Ł., Lehrich K., Sadowski W., Krzysztofik K., Małota Z.

Medical Robotics Reports

|

2013

|

vol. 2

12--21

PL

Artykuł przedstawia postępy i perspektywy systemu sterowania (interfejsu użytkownika) polskiego robota chirurgicznego Robin Heart, w ramach projektu prowadzonego przez zespół FRK. Trwa przygotowanie pierwszego modelu klinicznego robota: nowego modelu Robin Heart PortVisionAble, lekkiego, walizkowego robota toru wizyjnego. Kolejnym wyzwaniem jest budowa konsoli sterowania ramieniem robota o kontrolowanej sztywności i geometrii.

EN

The paper presents the achievements & perspectives, current state of works conducted by the FCSD team under the Robin Heart surgical robot console, surgeon-robot interface. The Robin Heart PortVisionAble will be prepared to track video endoscopy with new functional properties (lightweight, mobile robot) offered with telemedic system allowing the long distance image transfer. The construction of console for operator of surgical tools with controlled stiffness and geometry is another challenge for the near future.

10

Robin Heart - przygotowanie robotów i zespołu eksperymentalnego do pierwszych zastosowań klinicznych

Nawrat Z., Kostka P., Rohr K., Sadowski W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2012

|

z. 182, t. 1

5--14

PL

Prezentowana praca przedstawia aktualne prace związane z przygotowaniami do eksperymentalnych prób klinicznych robotów Robin Heart. Szeroko zakrojone prace obejmują niezbędne modyfikacje robotów oraz opracowanie systemu i technicznego zabezpieczenia szkoleń i planowania operacji robotami. Pierwszym robotem przeznaczonym do prób klinicznych jest Robin Heart Vision – robot toru wizyjnego.

EN

Presented work describes the current activities led in Zabrze's team connected with clinical trials preparation of Robin Heart surgical robot. Extensive works include the necessary robot modifications and creation of procedures and technical support of training and planning for experimental team. The first robot designed for clinical trials is Robin Heart Vision – the robot for control endoscope during surgery.

11

Pierwsze eksperymenty na zwierzętach robota chirurgicznego Robin Heart

Nawrat Z., Kostka P., Dybka W., Rohr K., Podsędkowski L., Śliwka J., Cichoń R., Zembala M., Religa G.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2010

|

R. 14, nr 2

539-545

PL

Prezentowana praca przedstawia aktualne prace prowadzone w zabrzańskim zespole związane z projektem robota chirurgicznego Robin Heart oraz mechatronicznych narzędzi chirurgicznych Robin Heart Uni System. Projekt wkroczył w fazę eksperymentu na zwierzętach. W styczniu 2009 r. wykonano eksperymentalne operacje na świniach: usunięcia woreczka żółciowego oraz elementy operacji naprawczych zastawki mitralnej i trójdzielnej. Planowany zabieg pomostowania naczyń wieńcowych TECAB przełożono na inny termin. Cel eksperymentów został osiągnięty: wskazano obszar niezbędnych zmian, udoskonaleń, które będą wprowadzone do opracowywanych urządzeń w ramach opracowania technologii produkcji seryjnej przed wdrożeniem klinicznym.

EN

Current works led in Zabrze's team connected with the project of Robin Heart surgical robot as well as the Robin Heart Uni System mechatronic surgical tools are presented. The project entered in the phase of experiment on animals. Two operations on pigs: cholecystectomia and the elements of repair operation of mitral and tricuspid valve were carried out in January 2009. TECAB - the operation the coronary by-pass on beating heart - has been postponed for another date. The goal of two mentioned experiments were achieved: the range of indispensable changes which will be introduced to worked out devices in study of technology of serial production before clinical application.

12

Optymalizacja interfejsu chirurg-telemanipulator. Zintegrowana konsola sterująca systemu Robin Heart

Kostka P., Nawrat Z., Dybka W., Rohr K., Małota Z.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2010

|

R. 14, nr 2

546-553

PL

Prezentowana praca przedstawia stan aktualny oraz projekt rozwoju, rozwiązania interfejsu człowiek-maszyna opracowanego dla systemu polskiego telemanipulatora chirurgicznego Robin Heart. Zgodnie z ideą stanowiska operatora-chirurga opartej na założeniu, że całość konstrukcji odpowiada naturalnej sytuacji pracy chirurga "we wnętrzu pacjenta", co skutkuje umieszczeniem końcówek zadajnika Master nad operatorem, opracowano nowy projekt zintegrowanej jednostki centralnej z kilkoma kanałami przepływu informacji z podstawowego toru wizyjnego i sterowania oraz sygnałów pomocniczych. Konsola sterownicza Robin Heart ShellŽ wyposażona jest w zadajniki Master dla pozycjonowania dwóch ramion narzędziowych oraz pedały nożne dla sterowania ruchami trzeciego ramienia kamery toru wizyjnego. Istotnym, nowym elementem, nad którym trwają obecnie prace, jest wprowadzenie autorskiego rozwiązania obrazowania 3D sygnału wizyjnego z pola operacji w miejsce istniejącego obrazowania 2D.

EN

Current state and the assumptions of development of surgeon-machine interface for polish Robin Heart telemanipulator is presented. For the main idea basing on assumptions, that the whole construction corresponds to natural surgeon environment "in the inner space of patient body" new project of the integrated information flow in this central control station was prepared. Significantly new element of this project is the idea of 3D (to replace current 2D system) visualization for the operation field image.

13

Nowe mechatroniczne narzędzia chirurgiczne Robin Heart Uni System

Nawrat Z., Kostka P., Dybka W., Sadowski W., Rohr K.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2009

|

R. 13, nr 2

532-538

PL

Współczesna medycyna rozwija się w znacznej mierze dzięki zastosowaniu najnowszych osiągnięć nauk ścisłych, wdrażaniu nowych metod, technik i technologii. Artykuł stanowi próbę przeglądu kierunków rozwoju narzędzi stosowanych w chirurgii małoinwazyjnej ze specjalnym uwzględnieniem najnowszych doświadczeń własnych - projektu Robin Heart Uni Tools.

EN

Present medicine develops in considerable measure thanks to the use of newest achievements of sciences as well as new methods, techniques and technologies introduction. Presented article is the review of directions of surgery tools development used in mini invasive surgery with special regard of own, currently performed experiences arrangement - project Robin Heart Uni Tools.

14

Nowatorskie półautomatyczne narzędzia laparoskopowe Robin Heart Uni Tools

Nawrat Z., Kostka P., Dybka W., Rohr K.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2008

|

R. 12, nr 2

718--728

PL

Współczesna medycyna rozwija się w znacznej mierze dzięki zastosowaniu najnowszych osiągnięć nauk ścisłych, wdrażaniu nowych metod, technik i technologii. Dostępne środki i chirurgiczne metody naprawcze pozwalają na modyfikację stanu układu naczyniowego oraz naprawę lub wymianę części czy też całego serca. Artykuł stanowi próbę przeglądu kierunków rozwoju narzędzi stosowanych w chirurgii małoinwazyjnej ze specjalnym uwzględnieniem doświadczeń własnych – projektu Robin Heart Uni Tools.

EN

Present medicine develops in considerable measure thanks to the use of newest achievements of sciences as well as new methods, techniques and technologies introduction. Accessible means and surgical repair methods allow onto modification of state of vascular arrangement and repair or exchange of part or the whole heart. Presented article is the review of directions of surgery tools development used in mini invasive surgery with special regard of own experiences arrangement – project Robin Heart Uni Tools.

15

Konsola sterowania robotem chirurgicznym Robin Heart

Nawrat Z., Dybka W., Kostka P., Rohr K.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2008

|

R. 12, nr 2

708--717

PL

Prezentowana praca przedstawia ideł, analizę funkcjonalną oraz konstrukcję nowatorskiego rozwiązania interfejsu człowiek-maszyna opracowanego dla systemu polskiego telemanipulatora chirurgicznego Robin Heart. Główna idea towarzysząca powstaniu stanowiska operatora-chirurga opiera się na założeniu, że całość konstrukcji odpowiada naturalnej sytuacji pracy chirurga „we wnętrzu pacjenta”. Konsola sterownicza Robin Heart Shell ® wyposażona jest w zadajniki Master dla pozycjonowania dwóch ramion narzędziowych oraz pedały nożne dla sterowania ruchami trzeciego ramienia kamery toru wizyjnego. Dwa monitory umieszczone w centralnej części konsoli przekazują rzeczywisty obraz z pola operacyjnego oraz poprzez panel dotykowy pozwalają na monitoring stanu pacjenta i systemu.

EN

Idea, functional analysis and innovative construction of Man-machine interface designer for polish Tele-manipulator Robin Heart is presented. Main idea is based on the assumptions, that the whole construction corresponds to natural surgeon environment “in the inner of patient body” during operation. Master tools as well as foot pedals are used to control the movements of two surgery tool arms and one robot for vision channel positioning. Real operation view and technical system information with on-line patient’s diagnostic and advisory system are easy and intuitive accessible for surgeon during procedure.

16

Model robota o geometrii sferycznej ocena możliwości aplikacji do operacji okulistycznej

Nawrat Z., Rohr K., Dybka W., Kostka P., Kandora A., Szwed T., Sadowski W.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2007

|

R. 11, nr 2

PL

Praca przedstawia konstrukcję oraz opisuje model powstałego w 2001 r. w Fundacji Rozwoju Kardiochirurgii ramienia bazującego na strukturze sferycznej. Podstawowym celem wznowionych prac i modyfikacji tego ramienia było ustalenie możliwości jego adaptacji do prototypu zrobotyzowanego ramienia dedykowanego chirurgii okulistycznej. Modyfikacja konstrukcji mechanicznej prowadząca do wyeliminowania błędów, zmiana jednostek napędowych oraz zbudowanie modelu robota w celu wykorzystania go w algorytmie sterowania pozwoliło na przeprowadzenie grupy testów kwalifikacyjnych. Ich wynik wskazał na kilka najbardziej istotnych zagadnień, które należy wziąć pod uwagę przy dalszych pracach rozwojowych m.in. eliminacja drgań końcówki.

EN

Presented work describes mechanical construction and model developed for created in 2001 robotic arm based on spherical structure. The main goal of its current modification is to determine the possibilities of arm adaptation for opthalmic surgery. The modification of mechanical construction to eliminate its failures, the change of driven motors and model creation for application in control system allowed to carry out the group of robot arm qualification tests. Their results revealed the main important points, which must be taken into considerations in the future works e.g. the tooltip vibrations.

17

Interfejs użytkownika robota chirurgicznego - przegląd zastosowań i rozwiązania własne rodziny Robin Heart

Kostka P., Nawrat Z., Rohr K., Kandora A., Szwed T., Małota Z.

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2007

|

R. 11, nr 2

PL

Praca przedstawia rozwiązania interfejsu operatora/chirurga dla rodziny telemanipulatorów chirurgicznych Robin Heart pracujących w konfiguracji systemu Master-Slave. W ramach rozwoju systemu polskiego robota kardiochirurgicznego powstało szereg zadajników Master o różnych właściwościach w celu przeprowadzania na kolejnych etapach rozwoju projektu odpowiednich badań dających obraz ich funkcjonalności oraz wpływ na ergonomię pracy chirurga. Najwięcej miejsca poświęcono wykorzystaniu nowych czujników żyroskopowych i akcelerometrycznych w zadawaniu prędkości/pozycji z uwagi na imponujący rozwój tych urządzeń o niewielkich wymiarach i stale podnoszonych parametrach.

EN

Presented work describes chosen solutions of user/surgeon interface for family of polish surgical robot Robin Heart working in Master-Slave configuration. Since 2000, during development of mentioned project, the group of Master tools was created with different structure and features. They were the base for practical tests resulting in the assessment of their functionality and ergonomic features. Authors focused on the usage of top technology gyroscopic and accelerometer sensors for velocity/position measurement, because of their rapid progress, small dimensions and continuous parameters improvement.

18

Linear and incremental estimation of elastic deformations in medical registration using prescribed displacements

Peckar W., Schnorr C., Rohr K., Stiehl H. S., Spetzger U.

Machine Graphics and Vision

|

1998

|

Vol. 7, No. 4

807-829

EN

We propose an approach for estimation of elastic deformations in medical registration. Compared to standard registration methods based on elasticity theory, our estimation scheme does not contain parameters of the deformation model (elastic constants). Rather, the computed elastic deformation is uniquely defined through incorporation of prescribed displacements on boundary structures in the source and target image. Under the assumption of correctness of input data, our estimation scheme provides the exact correspondence of sructures to be registered due to the constrains. Furthermore, to cope with large-magnitude deformation, we propose an incemental model based on successive linearizations of the non-linear elastic equilibrium equation. To illustrate the performance of our approach, we show experimental results for 2-D and 3-D synthetic as well as real medical images and provide timing information for sequential and parallel realizations.