Forskere forbedrer robotarm til brug i kirurgi

Robotkirurgi er ved at blive mere avanceret og præcis, især med de seneste udviklinger fra forskere ved Tokyo Institute of Technology. De har skabt en ny type controller til den robotarm, der bruges i kirurgi. Kontrolleren har til formål at gøre kirurgens arbejde lettere, samtidig med at den giver en fremragende præcision, og den gør dette ved at kombinere de to hovedtyper af greb, der bruges i kommercielt tilgængelige robotsystemer.

De sidste ti år har set store fremskridt inden for robotassisteret kirurgi, og teknologien er nu til stede i næsten alle subspecialer. De robotsystemer, der bruges i robotassisteret kirurgi, omfatter ofte en controllerenhed, der styres af kirurgen for at kontrollere en robotarm. Kirurgens fingernemhed og præcision forbedres gennem disse systemer. De skalere håndbevægelserne ned til mindre bevægelser og kan filtrere ud håndrystelser. Almindelige kirurgiske komplikationer som kirurgisk infektion på operationsstedet reduceres af systemerne.

Robotassisteret kirurgi har dog også ulemper, og visse problemer opstår for dem, der udfører kirurgien. Ofte lider robotkirurger af fysisk ubehag under procedurerne, og fingermødig hedder ind. Disse problemer skyldes måden, hvorpå kontrolleren holdes. De to hovedtyper af greb, der ofte bruges til at styre kirurgiske robotter, er “pinch-greb” og “kraftgreb”. Pinch-grebet, der har været brugt i konventionel kirurgi i århundreder, er, når tommelfingeren, middelfingeren og pegefingeren bruges til at udføre højpræcisionsbevægelser. Kraftgrebet er, når en håndtag holdes med hele hånden, og det bruges ofte til store bevægelser.

Pinch-grebet kan ofte forårsage træthed på grund af den spænding, det lægger på visse hånd- og fingermuskler, og kraftgrebet er mindre præcist. På grund af dette er ingen af dem den perfekte løsning.

Den nyt offentliggjorte studie i The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, fremført af hr. Solmon Jeong og Dr. Kotaro Tadano fra Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), fremhæver en ny løsning.

Forskerne udviklede en ny controller, der kombinerer de to forskellige typer af greb. Ifølge Dr. Tadano: “I robotkirurgi er begrænsningerne af de to konventionelle grebsmetoder stærkt relateret til fordelene og ulemperne ved hver grebstype. Derfor ønskede vi at undersøge, om en kombineret grebmetode kan forbedre manipulationens præstation under robotkirurgi, da dette kan udnytte fordelene ved begge grebtyper, samtidig med at det kompenserer for deres ulemper.”

Forskerne fik lovende resultater fra et proof-of-concept-eksperiment. De gik herefter i gang med at designe et robotkirurgisystem med en modulær controller, der kan justeres til tre forskellige typer greb: pinch, kraft eller kombineret greb. Resultaterne viste, at den kombinerede grebmetode fungerede bedre på mange måder, herunder antallet af fejl, den tid det krævede og den samlede længde af bevægelserne, der blev udført for at nå målene. Den kombinerede grebmetode var også lettere og mere behagelig at bruge ifølge mange, der deltog i eksperimentet.

“Den manipulerende metode for mastercontrollere til robotkirurgi har en betydelig indflydelse i forhold til intuitivitet, komfort, præcision og stabilitet. Ud over at muliggøre præcis operation, kunne en behagelig manipuleringsmetode potentielt være til fordel for både patienten og kirurgen,” sagde Dr. Tadano.

De nye udviklinger vil være afgørende for at fremme robotkirurgi, og de vil yderligere lukke gapet mellem menneske og robot inden for branchen.