باحثون يطورون طريقة لتحديد استقرار الأصابع الروبوتية أثناء الجراحة

قام باحثون في جامعة تكساس إيه آند إم بتطوير تقنية جراحية جديدة لتحديد استقرار الأذرع الروبوتية أثناء الجراحة. وتم نشر الدراسة الجديدة في مجلة تقارير علمية.

الأصابع الروبوتية كمدخل للجراح

أثبت فريق الباحثين أن المستخدمين يمكنهم الحصول على تصور دقيق للمسافة إلى الاتصال من خلال استخدام التيارات الكهربائية التي يتم إرسالها إلى بصمات الأصابع. وتسبب التيارات الكهربائية في طنين صغير يمكن ملاحظته، ويمكن للمستخدمين التحكم في الأصابع الروبوتية بطريقة أكثر دقة ودقة عند العمل على أسطح هشة.

وفقًا للباحثين، يمكن استخدام هذه الطريقة من قبل الجراحين لتقليل الإصابات غير المقصودة، بعضها يحدث أثناء إجراءات جراحية مساعدة الروبوت.

هانغي بارك هو أستاذ مساعد في قسم الهندسة الكهربائية والحاسوب.

“أحد التحديات مع الأصابع الروبوتية هو ضمان أنها يمكن أن تتحكم بدقة كافية للهبوط بشكل لطيف على الأنسجة البيولوجية،” قال بارك. “مع تصميمنا، سيكون الجراحون قادرين على الحصول على تصور直يحي لمسافة الأصابع الروبوتية من الاتصال، معلومات يمكنهم استخدامها لمس الأسطح الهشة بقوة مناسبة.”

يستخدم الجراحون أنظمة جراحية روبوتية مساعدة، أو أنظمة جراحية تيلوروبوتيك، كمدخل مادي لأنفسهم. ثم يتحكم الجراحون في الأصابع الروبوتية بحركات من أصابعهم الخاصة، مما يسمح بإجراء إجراءات معقدة عن بُعد. كما يسمح ذلك للجراحين بالاعتناء بمزيد من المرضى، وبسبب حجم الأصابع الروبوتية الصغيرة، يمكن إجراء شقوق صغيرة. ومع هذه التقنية، لا يتعين على الجراحين إجراء شقوق كبيرة، والتي غالبًا ما تكون ضرورية لتساعد يدي الجراح في جسم المريض.

أحد الجوانب الرئيسية لتحريك الأصابع الروبوتية بدقة هو استخدام بث مباشر للمعلومات البصرية، التي تأتي من الكاميرات المثبتة على أذرع التيلوروبوتيك. ويتطلب ذلك من الجراحين مشاهدة الشاشات من أجل مطابقة حركات أصابعهم مع حركات الأصابع الروبوتية. يساعدهم هذا على تحديد موقع الأصابع الروبوتية ومسافة كل منها عن الآخر.

وفقًا لبارك، فإن المعلومات البصرية وحدها لا تكفي لتوجيه حركات الأصابع الدقيقة، وهو أمر مهم جدًا عندما تعمل الأصابع بالقرب من الدماغ والأنسجة الهشة الأخرى.

“يمكن للجراحين معرفة مدى بعدهم عن بعضهم البعض بشكل غير مباشر، أي من خلال النظر إلى موقع الأصابع الروبوتية بالنسبة لبعضها البعض على الشاشة،” قال بارك. “هذا المنظر غير المباشر يقلل من شعورهم بمدى بعدهم عن بعضهم البعض، مما يؤثر على كيفية التحكم في الأصابع الروبوتية.”

قفاز مزود بمحفزات

محاولة للتغلب على هذا التحدي، قام فريق الباحثين بتطوير طريقة بديلة لتسليم معلومات المسافة، وهي مستقلة عن التغذية الراجعة البصرية. ويتم ذلك باستخدام قفازات مزودة بمحفزات، والتي تمر تيارات كهربائية مختلفة التردد إلى أطراف الأصابع. ومن خلال ذلك، تمكنت المستخدمون من التدريب على ربط تردد النبضات الكهربائية بمسافة، بطريقة تزيد ترددات التيارات عند اقتراب كائن الاختبار.

كانت التقنية محددة لتحسس المستخدم لترددات التيارات الكهربائية. وهذا يعني أنه في حالة مستخدم حساس لمجموعة أوسع من ترددات التيار، تم تسليم معلومات المسافة بزيادة أصغر في التيارات.

وفقًا للباحثين، كان المستخدمون الذين تلقوا نبضات كهربائية قادرين على تقليل قوة الاتصال بنسبة 70٪، وكان لديهم وعي متزايد بالقرب من الأسطح التحتية. وكان أحد الملاحظات الختامية أن معلومات القرب التي تم تسليمها من خلال نبضات كهربائية خفيفة كانت أكثر فعالية ثلاث مرات من المعلومات البصرية فقط.

http://www.youtube.com/watch?v=5KRSRfeL_tE&feature=emb_title

وفقًا لبارك، يمكن أن تزيد التطورات الجديدة من القدرة على المناورة أثناء الجراحة، مع تقليل الضرر غير المقصود للأنسجة في نفس الوقت.

“كان هدفنا هو إيجاد حل ي cải thiện دقة تقدير القرب دون زيادة عبء التفكير النشط المطلوب لهذه المهمة،” قال. “عندما تكون تقنيتنا جاهزة للاستخدام في الإعدادات الجراحية، سيكون الأطباء قادرين على معرفة مدى بعدهم عن الهياكل التحتية بشكل直يحي، مما يعني أنهم يمكنهم الحفاظ على تركيزهم النشط على تحسين النتائج الجراحية لمريضهم.”