Tutkijat kehittivät menetelmän robotti­sormien vakauttamiseksi leikkauksissa

Texasin A&M-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden kirurgisen teknologian robotti­käsien vakauttamiseksi leikkauksissa. Uusi tutkimus julkaistiin Scientific Reports -lehdessä.

Robotti­sormet kirurgin jatkeena

Tutkijaryhmä osoitti, että käyttäjät voivat saada tarkan havainnon etäisyydestä kosketukseen sähkövirtojen avulla, jotka lähetetään sormenjälkiin. Sähkövirrat aiheuttavat pieniä, aistittavissa olevia värisyitä, ja käyttäjät voivat ohjata robotti­sormia tarkemmin ja tarkemmin hauraiden pintojen käsittelyssä.

Tutkijoiden mukaan menetelmää voidaan käyttää kirurgien vähentämiseen tahattomia vammoja, joita esiintyy joissakin robottiavusteisissa toimenpiteissä.

Hangye Park on apulaisprofessori sähkö- ja tietoliikennetekniikan laitoksella.

“Yksi robotti­sormien haasteista on varmistaa, että ne voidaan ohjata tarpeeksi tarkasti voidakseen laskeutua pehmeästi biologisille pinnoille”, Park sanoi. “Meidän suunnittelumme avulla kirurgit voivat saada intuitiivisen ymmärryksen siitä, kuinka kaukana heidän robotti­sormensa ovat kosketuksesta, ja he voivat käyttää tätä tietoa koskettelemaan hauraita rakenteita juuri oikealla voimakkuudella.”

Kirurgit käyttävät robottiavusteisia kirurgisia järjestelmiä, tai telerobottiavusteisia kirurgisia järjestelmiä, fyysisinä jatkeinaan. Kirurgit ohjaavat robotti­sormia omien liikkeidensä avulla, mikä mahdollistaa monimutkaisten toimenpiteiden suorittamisen etäältä. Tämä mahdollistaa myös kirurgien hoitaa useampia potilaita, ja robotti­sormien pienestä koosta johtuen voidaan tehdä pienempiä leikkauksia. Teknologian ansiosta kirurgien ei tarvitse tehdä suuria leikkauksia, joita usein tarvitaan kirurgin käsien sijoittamiseen potilaan kehoon.

Yksi robotti­sormien tarkan liikkeen avainasioista on visuaalisen tiedon lähettäminen suorana, joka tulee telerobotti­käsien kamerasta. Tämä edellyttää kirurgien seuraavan näyttöjä voidakseen yhdistää sormien liikkeensä telerobotti­sormien liikkeisiin. Tämä auttaa heitä sijoittamaan robotti­sormensa ja määrittämään, kuinka lähellä toisiaan ne ovat.

Parkin mukaan visuaalinen tieto yksin ei riitä hienojen sormien liikkeiden ohjaamiseen, mikä on erittäin tärkeää, kun sormet toimivat lähellä aivoja ja muita herkkäkohtia.

“Kirurgit voivat tietää, kuinka kaukana heidän oikeat sormensa ovat toisistaan vain katsomalla, missä heidän robotti­sormensa ovat suhteessa toisiinsa näytöllä”, Park sanoi. “Tämä epäsuora näkemys heikentää heidän ymmärrystään siitä, kuinka kaukana heidän oikeat sormensa ovat toisistaan, mikä vaikuttaa siihen, miten he ohjaavat robotti­sormiaan.”

Hansikas stimulaatiotutkilla

Haasteen voittamiseksi tutkijaryhmä kehitti vaihtoehtoisen tavan toimittaa etäisyystietoa, joka on riippumaton visuaalisesta palautteesta. He tekevät tämän käyttämällä hansikasta, jossa on stimulaatiotutkimia, jotka lähettävät eri taajuuksia sähkövirtoja sormenpäihin. Tällä tavoin käyttäjät voivat kouluttaa itsensä yhdistämään virran taajuuden etäisyyteen, jolloin virran taajuus kasvaa, kun kohde lähestyy.

Teknologia oli spesifinen käyttäjän herkkyydelle sähkövirran taajuuksille. Tämä tarkoitti, että jos käyttäjä oli herkkä laajalle valikoimalle taajuuksia, etäisyystieto toimitettiin pienemmällä virran kasvulla.

Tutkijoiden mukaan käyttäjät, jotka saivat sähköimpulsseja, pystyivät alentamaan kosketusvoimaa noin 70 %, ja heillä oli lisääntynyt tietoisuus lähellä olevista pinnoista. Yksi tuloksista oli, että läheisyyden tieto, joka toimitettiin miedoin sähköimpulssein, oli noin kolme kertaa tehokkaampaa kuin pelkästään visuaalinen tieto.

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

Parkin mukaan uudet kehitykset voivat parantaa merkittävästi liikkuvuutta leikkauksissa samalla vähentäen tahattoman kudoksen vahinkoa.

“Tavoitteemme oli kehittää ratkaisu, joka parantaisi läheisyyden arviointia ilman aktiivisen ajattelun kuormittumisen lisäämistä”, hän sanoi. “Kun tekniikkamme on valmis käytettäväksi kirurgisissa olosuhteissa, lääkärit voivat tietää intuitiivisesti, kuinka kaukana heidän robotti­sormensa ovat alirakenteista, mikä tarkoittaa, että he voivat pitää aktiivisen fokuksensa potilaidensa kirurgisen tuloksen optimoimisessa.”