Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Medical image measurement and characterization: extracting mechanical and thermal stresses for surgery

Lay-Ekuakille Aimé, Ugwiri Moise Avoci, Liguori Consolatina, Singh Satya P., Rahman Md Zia Uhr, Veneziano Domenico

Metrology and Measurement Systems

|

2021

|

Vol. 28, nr 1

3--21

EN

Whatever the type of surgery related to inner organs, traditional or robotic, the contact with them during surgery is a key moment for pursuing the intervention. Contacts by means of surgery instruments namely scalpels, staples, clamps, graspers, etc. are decisive moments. False, and erroneous touching and manoeuvring of organs operated on can cause irreversible damage as regard morphological aspects (outer impact) and physiological aspects (inner impact). The topic is a great challenge in the effort to measure and characterize damages. In general, electrical instruments for surgery employ the following technologies: ultrasound, radiofrequency (monopolar, and bipolar), and laser. They all result in thermal damages difficult to evaluate. The article proposes a method for a pre-screening of organ features during robotic surgery sessions by pointing out mechanical and thermal stresses. A dedicated modelling has been developed based on experimental activities during surgery session. The idea is to model tissue behaviour from real images to help surgeons to be aware of handling during surgery. This is the first step for generalization by considering the type of organ. The measurement acquisitions have been performed by means of an advanced external camera located over the surgery quadrant. The modelling and testing have been carried out on kidneys. The modelling, carried out through Comsol Multiphysics, is based on the bioheat approach. A further comparative technique has been implemented. It is based on computer vision for robotics. The findings of human tissue behavior exhibit reliable results.

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

Integracja konsoli Robin Stiff Flop z robotem chirurgicznym Robin Heart Tele

Krawczyk D., Kroczek P.

Medical Robotics Reports

|

2016

|

vol. 5

43--49

PL

System Robin Heart Tele z rozwiniętą koncepcją platformy narzędziowej jest prototypowym robotem chirurgicznym pracującym w strukturze master-slave. Przedstawiono w pracy autorski system sterowania robota z konsoli Robin Stiff Flop. Całość systemu sterowania robotem w czasie rzeczywistym wykonano w środowisku MATLAB. Weryfikację poprawności działania algorytmu sterującego przeprowadzono wykorzystując model fizyczny oraz model w technologii przestrzeni wirtualnej. Następnie wykonano implementację algorytmu na mikrokontroler z rodziny STM32F4. Działanie systemu sterowania jest badane, modyfikowane i optymalizowane podczas testów robota. Planowany jest rozwój projektu przez dodanie kolejnych stopni swobody i sensorów dla narzędzi układu ze sprzężeniem siłowym.

EN

The Robin Heart Tele system, with its advanced platform concept, is a prototype of a surgical robot working in a master-slave structure. Robin Stiff Flop's robotic control system has been featured in the paper. The entire real-time robotic control system was performed in a MATLAB environment. The validation of the control algorithm was performed using a physical model and a virtual space technology model. Then the execution of the algorithm was implemented on the STM32F4 microcontroller. The operation of the control system is tested, modified and optimized during robot testing. It is planned to develop the project by adding more degrees of freedom and sensing for the tools with force feedback.

4

Ograniczenia technologiczne chirurgii robotowej na przykładzie robota ROCH-1

Leniowska L., Leniowski R.

Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Inżynieria Biomedyczna

|

2016

|

Vol. 22, nr 3

138--145

PL

ROCH-1 to manipulator przeznaczony do wspomagania chirurgii małoinwazyjnej. Prototyp zbudowany jest z 6 modułów, o zróżnicowanych długościach i o średnicach ok. 10 mm, połączonych przegubami. Poszczególne człony wyposażone są w mechaniczny interfejs, zapewniający modułowość konstrukcji oraz posiadają własny napęd. Artykuł prezentuje istotne ograniczenia technologiczne, konstrukcyjne i w zakresie sterowania, jakie występują obecnie w obszarze chirurgii robotowej. Jest to zbiór wniosków, jakie zebrał zespół konstruktorów robota ROCH-1 w ciągu 3 lat pracy. Jak się wydaje, przynajmniej połowa z wymienionych ograniczeń będzie wymagała rozwiązania w ciągu najbliższych kilku lat. Dodatkowym problemem dla konstruktorów może być także stałe dążenie do minimalizacji średnicy manipulatora (docelowo ok. 6–7 mm), ponieważ rany pooperacyjne powinny być jak najmniejsze. Miniaturyzacja stwarza poważne ograniczenia, których rozwiązanie może być bardzo kosztowne i w konsekwencji spowolni rozwój chirurgii robotowej.

EN

ROCH-1 is a manipulator designed to assist in minimally invasive surgery. The prototype is composed of six modules of varying lengths and diameters approx. 10 mm, connected by joints. The individual units have a mechanical interface providing the modular design and have their own drive. The article presents significant technological limitations in terms of technology, control and construction, which currently exist in the field of surgical robotics. It is a collection of conclusions, which were assembled by a team of ROCH-1designers within three years of their work. It seems that at least half of these limitations will need to be resolved within the next few years. An additional problem for the constructors may also be continuous efforts to minimize the diameter of the manipulator (target: approx. 6−7 mm), because the surgical wounds should be as small as possible. Miniaturization creates serious limitations, the solution of which can be very expensive and consequently slow down the development of surgical robotics.

5

Podstawy budowy i działania robotów chirurgicznych. Cz.2

Tadeusiewicz R.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2014

|

Vol. 3, nr 6

325--328

PL

Roboty chirurgiczne są nie tylko sprawnymi i wygodnymi narzędziami, polepszającymi warunki pracy lekarza oraz komfort pacjenta po operacji. Są także krokiem w kierunku tworzenia nowego paradygmatu medycyny: leczenia przy wykorzystaniu skojarzonego działania ludzi i zaawansowanej nowoczesnej techniki.

6

Podstawy budowy i działania robotów chirurgicznych. Cz. 1

Tadeusiewicz R.

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2014

|

Vol. 3, nr 5

267--272

PL

Wielka precyzja i powtarzalność pracy robotów pracujących w przemyśle inspirowały do tego, aby wykorzystać je w chirurgii. Wprawdzie przeciwnicy robotów chirurgicznych przedstawiali argumenty, że robot jest urządzeniem zbyt niepewnym, żeby powierzać mu zdrowie i życie człowieka, ale świadomość potencjalnych zalet robota na sali operacyjnej przeważyła nad obawami.

7

Operative procedures supported with robotics systems and available endoscope procedures in operative gynecology

Stangel-Wójcikiewicz K., Basta A., Piwowar M., Petko M., Karpiel G., Panek D., Ludwin I., Jach R.

Bio-Algorithms and Med-Systems

|

2014

|

Vol. 10, no. 3

139--149

EN

Minimally invasive surgery revolutionized operative procedures in the last 20 years. Much of the progress in minimally invasive surgery can be attributed to the development of robot-based systems. The most apparent changes are found in laparoscopy procedures. Procedures in which only small skin incisions are made have revolutionized operating theaters. The learning curve, although long in itself, allows for the development of procedures with reduced perioperative risk (i.e., bleeding, pain) or shorter postoperative period. Convalescence after endoscopy procedures is significantly shorter compared with classic laparotomy. However, certain limitations apply to laparoscopy. Apart from the long learning curve, movements executed with long and rigid tools cannot strictly translate the precision of an operator’s hand. The body position of the surgeon is often forced by the reach of the endoscope instrument. It is related to a significant physical load of personnel, especially during long operating procedures. For this reason, some therapeutic procedures are still executed using the laparotomy approach.

8

Algorytmy sterowania admitancyjnego i impedancyjnego w robotach medycznych

Sauer Piotr, Krzykowski Tomasz

Medical Robotics Reports

|

2019/2020

|

vol. 8/9

27--36

PL

W pracy przedstawiono zaimplementowane sterowanie admitancyjne i impedancyjne w systemie robotycznym, który może być wykorzystany w zabiegach chirurgicznych w środowisku laboratoryjnym. System ten składa się z robota KUKA LWR oraz konsoli haptycznej Force Dimension Omega 7. W ramach prowadzonych prac badawczych przeprowadzono szereg badań eksperymentalnych weryfikujących zastosowane algorytmy sterowania.

EN

This paper presents implemented admittance and impedance control in a robotic system that can be used in surgical procedures in a laboratory environment. This system consisted of a KUKA LWR robot and Force Dimension Omega 7 haptic console. As part of the research, a number of experimental studies were carried out to verify the control algorithms used.