Onderzoekers verbeteren robotarm die wordt gebruikt in chirurgie

Robotchirurgie wordt steeds geavanceerder en preciezer, vooral met recente ontwikkelingen van wetenschappers aan het Tokyo Institute of Technology. Zij hebben een nieuwe soort controller ontwikkeld voor de robotarm die in chirurgie wordt gebruikt. De controller heeft als doel het werk van de chirurg gemakkelijker te maken en uitstekende precisie te bieden, en dit doet het door de twee belangrijkste soorten grepen te combineren die in commercieel beschikbare robotsystemen worden gebruikt.

De afgelopen tien jaar hebben grote vooruitgang gezien in robotondersteunde chirurgie, en de technologie is aanwezig in bijna alle subspecialismen. De robotsystemen die in robotondersteunde chirurgie worden gebruikt, omvatten vaak een controllerapparaat dat door de chirurg wordt gemanipuleerd om een robotarm te besturen. De behendigheid en precisie van chirurgen worden verbeterd door deze systemen. Zij schalen de handbewegingen om in kleinere bewegingen en kunnen handtrillingen filteren. Gewone chirurgische complicaties zoals chirurgische wondinfecties worden door de systemen verminderd.

Robotondersteunde chirurgie heeft echter nadelen, en bepaalde problemen doen zich voor bij degenen die de chirurgie uitvoeren. Vaak lijden robotchirurgen aan fysiek ongemak tijdens procedures en treedt vingermoeheid op. Deze problemen zijn het gevolg van de manier waarop de controller wordt vastgehouden. De twee belangrijkste soorten grepen die vaak worden gebruikt om chirurgische robots te besturen, zijn de “pinch grip” en de “power grip”. De pinch grip, die al eeuwenlang in conventionele chirurgie wordt gebruikt, is wanneer de duim, middelvinger en wijsvinger worden gebruikt om hoge precisiebewegingen te maken. De power grip is wanneer een handvat met de hele hand wordt vastgepakt, en deze wordt vaak gebruikt voor grote bewegingen.

De pinch grip veroorzaakt vaak vermoeidheid vanwege de spanning die het op bepaalde hand- en vingermensen zet, en de power grip is minder precies. Vanwege dit is geen van beiden de perfecte optie.

De recent gepubliceerde studie in The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, door de heer Solmon Jeong en Dr. Kotaro Tadano van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), presenteert een nieuwe oplossing.

De onderzoekers ontwikkelden een nieuwe controller die de twee verschillende soorten grepen combineert. Volgens Dr. Tadano: “Bij robotchirurgie zijn de beperkingen van de twee conventionele greepmethoden sterk gerelateerd aan de voordelen en nadelen van elke greep. Daarom wilden we onderzoeken of een gecombineerde greepmethode de manipulatieprestaties tijdens robotchirurgie kan verbeteren, aangezien dit de voordelen van beide greepmethoden kan benutten en hun nadelen kan compenseren.”

De onderzoekers kregen veelbelovende resultaten van het proof-of-concept-experiment. Zij gingen verder met het ontwerpen van een robotsysteem voor chirurgie met een modulaire controller die kan worden aangepast aan drie verschillende soorten grepen: pinch, power of gecombineerde greep. De resultaten toonden aan dat de gecombineerde greepmethode op veel manieren beter presteerde, waaronder het aantal fouten, de tijd die nodig was en de totale lengte van de bewegingen die nodig waren om de doelen te bereiken. De gecombineerde greepmethode was ook gemakkelijker en comfortabeler in gebruik, volgens velen die aan het experiment deelnamen.

“De manipulatiemethode van mastercontrollers voor robotchirurgie heeft een significante invloed op intuïtiviteit, comfort, precisie en stabiliteit. Naast het mogelijk maken van precieze bewerkingen, kan een comfortabele manipulatiemethode potentieel zowel de patiënt als de chirurg ten goede komen,” zei Dr. Tadano.

De nieuwe ontwikkelingen zullen cruciaal zijn voor het verbeteren van robotchirurgie en zullen de kloof tussen mens en robot in de industrie verder verkleinen.