МироСурдж

МироСурдж ^[1] представляет собой прототип роботизированной системы (по состоянию на май 2012 г.), предназначенный в основном для исследовательских целей. ^[2]^[3]^[4] в малоинвазивной телехирургии . В описанной конфигурации система спроектирована по принципу «ведущий-ведомый» и позволяет оператору дистанционно управлять малоинвазивными хирургическими инструментами, включая обратную связь по силе/крутящему моменту. Сценарий разработан в Институте робототехники и мехатроники Немецкого аэрокосмического центра (DLR).

Система состоит из

Три-пять роботов-манипуляторов MIRO на операционном столе,
Минимально инвазивные инструменты (МИКА),
HD Stereo эндоскоп ,
хирургическая рабочая станция с двумя устройствами ввода, отражающими силу/крутящий момент, и стереозрением, и
пакет планирования для роботизированной установки.

Помимо полуавтономной компенсации движения , ^[5] система в любое время является исключительно телеманипулятором, и хирург на рабочей станции имеет полный контроль над хирургическими инструментами. Для смены инструментов или внедрения настройки робота, а также в целях безопасности в операционной (ОР) присутствует ассистент хирурга .

Рука робота MIRO

ФРУКТЫ ^[6] представляет собой легкий робот (масса: около 10 кг, т.е. 353 унции США) с оптимизированной конструкцией для хирургического применения.

Полезная нагрузка около 3 кг.
7 степеней свободы (DoF)
Датчики крутящего момента со стороны шарнира
Декартовский цикл управления 3 кГц

В минимально инвазивной установке MiroSurge кронштейны MIRO крепятся непосредственно к боковым направляющим операционного стола. Поскольку робот обладает полными возможностями движения с шестью степенями свободы, троакар может располагаться практически произвольно в рабочем пространстве робота. Из-за дополнительной глубины резкости (сустава) робота во время работы робота возможно движение нулевого пространства (локтя), которое используется для предотвращения столкновений .

Минимально инвазивный инструмент MICA

МИКА ^[7] (масса около 0,9 кг, т.е. 31,8 унции США) представляет собой роботизированный инструмент для малоинвазивной хирургии.

внутрикорпоральный универсальный сустав (2DoF)
ножницы, захват или Мэриленд в качестве функционального наконечника (1DoF)
Датчик силы/момента с 7 степенями свободы на шарнире для обратной связи по усилию ^[8]
Цикл регулирования положения 3 кГц

Инструмент MICA монтируется непосредственно на полое запястье робота MIRO, таким образом, потерянные 2DoF движения из-за троакара в случае минимально инвазивной установки MiroSurge восстанавливаются, предоставляя хирургу полную свободу действий внутри тела пациента.

Хирургическая рабочая станция

Для проведения манипуляций хирург сидит перед пользовательской консолью , удаленной от операционного стола. Консоль состоит из

стереовидение места операции на HD-дисплее и
два имеющихся в продаже полностью активируемых устройства ввода Sigma.7 (главное) с 7 степенями свободы движения ^[9]^[10] посвящен левой и правой руке хирурга.

Таким образом, хирург может управлять, например, двумя роботизированными инструментами MICA (ведомыми), перемещая ручные устройства ввода в соответствии с желаемым движением. Визуальная и тактильная обратная связь предоставляется хирургу с помощью HD-дисплея перед ним и устройств ввода, отражающих силу/крутящий момент, соответственно.

Планирование и регистрация

Что касается оптимизированного расположения компонентов робота и пациента с учетом доступности рабочего пространства, в системе MiroSurge проводятся исследования, касающиеся предоперационного планирования , а также интраоперационной регистрации . ^[11]^[12]^[13]

Предполагаемые применения

MiroSurge как система для малоинвазивной хирургии предназначена для работы в абдоминальной и торакальной области двумя MIRO-роботами, несущими MICA-инструменты, и одним роботом для стереоэндоскопа. По словам Тило Вюстхоффа, промышленного дизайнера Института робототехники и мехатроники, одно из основных назначений этого устройства — роботизированная операция на работающем сердце. ^[14]^[15]

Ссылки

^ Хагн, Ульрих; Коничке, Р.; Тобергте, А.; Никл, М.; Йорг, С.; Кюблер, Б.; Пассиг, Г.; Грегер, М.; Фрелих, Ф.; Зейболд, Ю.; Ле-Тьен, Л.; Альбу-Шеффер, А.; Нотелфер, А.; Хакер, Ф.; Гребенштайн, М.; Хирцингер, Г. (2010). «DLR MiroSurge: универсальная система для исследований в области эндоскопической телехирургии» (PDF) . Международный журнал компьютерной радиологии и хирургии . 5 (2): 183–193. дои : 10.1007/s11548-009-0372-4 . ПМИД 20033517 . S2CID 10427995 .
^ «МироСурдж» . ТУМ Мити. Архивировано из оригинала 3 сентября 2012 г. Проверено 4 мая 2012 г.
^ «Исследования в области медицинской робототехники» . КОМПАМЕД . Проверено 4 мая 2012 г.
^ «САФРОС-БЕЗОПАСНОСТЬ в роботизированной хирургии» . ЛСРО/САФРОС . Проверено 4 мая 2012 г.
^ Грегер, Мартин; Арбтер, К.; Хирцингер, Г. (2008). «Отслеживание движения для минимально инвазивной роботизированной хирургии». Медицинская робототехника : 117–148.
^ Хагн, Ульрих; Никл, Матиас; Йорг, Стефан; Пассиг, Джордж; Бальс, Томас; Нотелфер, Александр; Хакер, Франц; Ле Тьен, Люк; Альбу-Шеффер, Алин; Коничке, Райнер; Гребенштайн, Маркус; Варпап, Ребекка; Хаслингер, Роберт; Фроммбергер, Мирко; Хирцингер, Герд (2008). «DLR MIRO: универсальный легкий робот для хирургического применения» (PDF) . Промышленные роботы . 35 (4): 324–336. дои : 10.1108/01439910810876427 .
^ Тильманн, Софи; Зейболд, Ю.; Хаслингер, Р.; Пассиг, Г.; Бальс, Т.; Йорг, С.; Никл, М.; Нотхелфер, А.; Хагн, У.; Хирцингер, Г. (2010). «MICA – новое поколение универсальных инструментов в роботизированной хирургии». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Зейбольд, Ульрих; Кюблер, Б.; Тильманн, С.; Хирцингер, Г. (2009). «Эндоскопический инструмент с 3 степенями свободы и обратной связью по силе/крутящему моменту 7 степеней свободы». Материалы семинара, представленные на ICRA2009, Кобе, Япония .
^ Тобергте, Андреас; Хелмер, Патрик; Хагн, Ульрих; Руйе, Патрис; Тильманн, Софи; Грейндж, Себастьен; Альбу-Шаффер, Алин; Конти, Франсуа; Хирцингер, Герд (2011). «Гаптический интерфейс sigma.7 для MiroSurge: новая двухручная хирургическая консоль». 2011 Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам . стр. 3023–3030. дои : 10.1109/IROS.2011.6094433 . ISBN 978-1-61284-456-5 . S2CID 14043211 .
^ "сигма.7" . Силовое измерение. Архивировано из оригинала 06 апреля 2012 г.
^ Коничке, Райнер; Вайс, Х.; Ортмайер, Т.; Хирцингер, Г. (2004). «Процедура предоперационного планирования малоинвазивных вмешательств с роботизированной помощью». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )
^ Коничке, Райнер; Боденмюллер, Т.; Ринк, К.; Швиер, А.; Боймль, Б.; Хирцингер, Г. (2011). «Оптимальная настройка телероботизированной системы DLR MiroSurge для малоинвазивной хирургии». 2011 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . стр. 3435–3436. дои : 10.1109/ICRA.2011.5979616 . ISBN 978-1-61284-386-5 . S2CID 14220707 .
^ Тобергте, Андреас; Коничке, Р.; Хирцингер, Г. (2009). «Планирование и управление системой телеоперации для исследований в области малоинвазивной роботизированной хирургии». 2009 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . стр. 4225–4232. дои : 10.1109/РОБОТ.2009.5152512 . ISBN 978-1-4244-2788-8 . S2CID 15085084 .
^ «Роботизированная телехирургическая система MiroSurge» . Гаджетифицировать . 16 февраля 2017 г. Проверено 20 сентября 2017 г.
^ «Роботы-хирурги будут оперировать бьющиеся человеческие сердца» . Дезин . 18 ноября 2013 г. Проверено 20 сентября 2017 г.

Внешние ссылки

Медицинская робототехника: MiroSurge на YouTube
«MiroSurge – Телеманипуляция в малоинвазивной хирургии» . Институт робототехники и мехатроники ДЛР . Проверено 10 июля 2020 г.

[1] Хагн, Ульрих; Коничке, Р.; Тобергте, А.; Никл, М.; Йорг, С.; Кюблер, Б.; Пассиг, Г.; Грегер, М.; Фрелих, Ф.; Зейболд, Ю.; Ле-Тьен, Л.; Альбу-Шеффер, А.; Нотелфер, А.; Хакер, Ф.; Гребенштайн, М.; Хирцингер, Г. (2010). «DLR MiroSurge: универсальная система для исследований в области эндоскопической телехирургии» (PDF) . Международный журнал компьютерной радиологии и хирургии . 5 (2): 183–193. дои : 10.1007/s11548-009-0372-4 . ПМИД 20033517 . S2CID 10427995 .

[2] «МироСурдж» . ТУМ Мити. Архивировано из оригинала 3 сентября 2012 г. Проверено 4 мая 2012 г.

[3] «Исследования в области медицинской робототехники» . КОМПАМЕД . Проверено 4 мая 2012 г.

[4] «САФРОС-БЕЗОПАСНОСТЬ в роботизированной хирургии» . ЛСРО/САФРОС . Проверено 4 мая 2012 г.

[5] Грегер, Мартин; Арбтер, К.; Хирцингер, Г. (2008). «Отслеживание движения для минимально инвазивной роботизированной хирургии». Медицинская робототехника : 117–148.

[Hagn2-6] Хагн, Ульрих; Никл, Матиас; Йорг, Стефан; Пассиг, Джордж; Бальс, Томас; Нотелфер, Александр; Хакер, Франц; Ле Тьен, Люк; Альбу-Шеффер, Алин; Коничке, Райнер; Гребенштайн, Маркус; Варпап, Ребекка; Хаслингер, Роберт; Фроммбергер, Мирко; Хирцингер, Герд (2008). «DLR MIRO: универсальный легкий робот для хирургического применения» (PDF) . Промышленные роботы . 35 (4): 324–336. дои : 10.1108/01439910810876427 .

[7] Тильманн, Софи; Зейболд, Ю.; Хаслингер, Р.; Пассиг, Г.; Бальс, Т.; Йорг, С.; Никл, М.; Нотхелфер, А.; Хагн, У.; Хирцингер, Г. (2010). «MICA – новое поколение универсальных инструментов в роботизированной хирургии». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[8] Зейбольд, Ульрих; Кюблер, Б.; Тильманн, С.; Хирцингер, Г. (2009). «Эндоскопический инструмент с 3 степенями свободы и обратной связью по силе/крутящему моменту 7 степеней свободы». Материалы семинара, представленные на ICRA2009, Кобе, Япония .

[9] Тобергте, Андреас; Хелмер, Патрик; Хагн, Ульрих; Руйе, Патрис; Тильманн, Софи; Грейндж, Себастьен; Альбу-Шаффер, Алин; Конти, Франсуа; Хирцингер, Герд (2011). «Гаптический интерфейс sigma.7 для MiroSurge: новая двухручная хирургическая консоль». 2011 Международная конференция IEEE/RSJ по интеллектуальным роботам и системам . стр. 3023–3030. дои : 10.1109/IROS.2011.6094433 . ISBN 978-1-61284-456-5 . S2CID 14043211 .

[10] "сигма.7" . Силовое измерение. Архивировано из оригинала 06 апреля 2012 г.

[11] Коничке, Райнер; Вайс, Х.; Ортмайер, Т.; Хирцингер, Г. (2004). «Процедура предоперационного планирования малоинвазивных вмешательств с роботизированной помощью». {{cite journal}}: Для цитирования журнала требуется |journal= ( помощь )

[12] Коничке, Райнер; Боденмюллер, Т.; Ринк, К.; Швиер, А.; Боймль, Б.; Хирцингер, Г. (2011). «Оптимальная настройка телероботизированной системы DLR MiroSurge для малоинвазивной хирургии». 2011 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . стр. 3435–3436. дои : 10.1109/ICRA.2011.5979616 . ISBN 978-1-61284-386-5 . S2CID 14220707 .

[13] Тобергте, Андреас; Коничке, Р.; Хирцингер, Г. (2009). «Планирование и управление системой телеоперации для исследований в области малоинвазивной роботизированной хирургии». 2009 Международная конференция IEEE по робототехнике и автоматизации . стр. 4225–4232. дои : 10.1109/РОБОТ.2009.5152512 . ISBN 978-1-4244-2788-8 . S2CID 15085084 .

[14] «Роботизированная телехирургическая система MiroSurge» . Гаджетифицировать . 16 февраля 2017 г. Проверено 20 сентября 2017 г.

[15] «Роботы-хирурги будут оперировать бьющиеся человеческие сердца» . Дезин . 18 ноября 2013 г. Проверено 20 сентября 2017 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]