Naukowcy ulepszają ramienicę robota wykorzystywaną w chirurgii

Chirurgia robota jest coraz bardziej zaawansowana i precyzyjna, szczególnie dzięki ostatnim odkryciom naukowców z Tokijskiego Instytutu Technologicznego. Stworzyli nowy typ kontrolera dla ramienicy robota wykorzystywanej w chirurgii. Kontroler ma na celu ułatwić pracę chirurga, zapewniając przy tym doskonałą precyzję, łącząc dwa główne typy chwytu wykorzystywane w komercyjnie dostępnych systemach robota.

Ostatnie dziesięć lat przyniosło znaczne postępy w chirurgii z użyciem robota, a technologia ta jest obecna w niemal wszystkich specjalnościach. Systemy robota wykorzystywane w chirurgii z użyciem robota często składają się z urządzenia kontrolującego, którym manipuluje chirurg, aby kontrolować ramienicę robota. Zręczność i precyzja chirurga są poprawione dzięki tym systemom. Skalują ruchy rąk w mniejsze ruchy i mogą filtrować drgawki rąk. Powszechne powikłania chirurgiczne, takie jak zakażenie miejsca operacji, są zmniejszone przez te systemy.

Chirurgia z użyciem robota ma jednak wady, a pewne problemy pojawiają się u osób, które wykonują operację. Często chirurdzy robota doświadczają dyskomfortu fizycznego podczas procedur i zmęczenia palców. Problemy te są spowodowane sposobem, w jaki kontroler jest trzymany. Dwa główne typy chwytu często wykorzystywane do kontrolowania robotów chirurgicznych to “chwyt szczypujący” i “chwyt siłowy”. Chwyt szczypujący, który jest wykorzystywany w konwencjonalnych operacjach przez wieki, polega na użyciu kciuka, środkowego i wskaźnikowego palca do wykonania ruchów o wysokiej precyzji. Chwyt siłowy polega na trzymaniu uchwytu całą ręką i jest często wykorzystywany do dużych ruchów.

Chwyt szczypujący często powoduje zmęczenie ze względu na napięcie, jakie powoduje ono w pewnych mięśniach ręki i palców, a chwyt siłowy jest mniej precyzyjny. Z tego powodu żaden z nich nie jest idealnym rozwiązaniem.

Opublikowane badanie w The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, przedstawione przez pana Solmon Jeong i dra Kotaro Tadano z Tokijskiego Instytutu Technologicznego (Tokyo Tech), przedstawia nowe rozwiązanie.

Naukowcy opracowali nowy kontroler, który łączy te dwa różne typy chwytu. Według dra Tadano, “W chirurgii robota ograniczenia dwóch konwencjonalnych metod chwytu są silnie związane z zaletami i wadami każdego typu chwytu. Dlatego chcieliśmy zbadać, czy łączony sposób chwytu może poprawić wydajność manipulacji podczas chirurgii robota, ponieważ może on wykorzystać zalety obu typów chwytu i jednocześnie rekompensować ich wady”.

Naukowcy otrzymali obiecujące wyniki z eksperymentu proof-of-concept. Przystąpili do opracowania systemu chirurgii robota z modułowym kontrolerem, który może być dostosowany do trzech różnych typów chwytu: szczypującego, siłowego lub łącznego. Wyniki pokazały, że łączony sposób chwytu działał lepiej w wielu aspektach, w tym liczbie niepowodzeń, czasie wymaganym i ogólnej długości ruchów wykonanych w celu osiągnięcia celów. Łączony sposób chwytu był również łatwiejszy i bardziej wygodny w użyciu, według wielu osób biorących udział w eksperymencie.

“Sposób manipulacji kontrolerów głównych dla chirurgii robota ma znaczący wpływ na intuicyjność, wygodę, precyzję i stabilność. Oprócz umożliwienia precyzyjnej operacji, wygodny sposób manipulacji mógłby potencjalnie przynieść korzyści zarówno pacjentowi, jak i chirurgowi”, powiedział dr Tadano.

Nowe rozwiązania będą kluczowe w rozwoju chirurgii robota i pomogą dalej zredukować lukę między człowiekiem a robotem w branży.