Cercetătorii Dezvoltă o Metodă pentru Stabilizarea Degetelor Robotice în timpul Intervențiilor Chirurgicale

Cercetătorii de la Universitatea Texas A&M au dezvoltat o nouă tehnologie chirurgicală pentru stabilizarea brațelor robotice în timpul intervențiilor chirurgicale. Noua studiu a fost publicat în revista Raporturi științifice.

Degete Robotice ca o Extensie a Chirurgului

Echipa de cercetători a demonstrat că utilizatorii pot avea o percepție precisă a distanței până la contact prin utilizarea curentului electric care este trimis către amprente. Curentul electric provoacă vibrații mici, dar perceptibile, și utilizatorii pot controla degetele robotice într-un mod mai precis și mai exact atunci când operează pe suprafețe fragile.

Conform cercetătorilor, metoda ar putea fi utilizată de chirurgi pentru a reduce rănirile neintenționate, unele dintre care apar în timpul procedurilor operative asistate de robot.

Hangye Park este profesor asistent în Departamentul de Inginerie Electrică și Informatică.

“Una dintre provocările cu degetele robotice este asigurarea că pot fi controlate suficient de precis pentru a ateriza moale pe țesut biologic”, a spus Park. “Cu proiectarea noastră, chirurgii vor putea obține o senzație intuitivă a distanței la care se află degetele lor robotice de la contact, informație pe care o pot utiliza pentru a atinge structuri fragile cu exactitatea potrivită.”

Chirurgii utilizează sisteme chirurgicale asistate de robot, sau sisteme chirurgicale telerobotice, ca extensii fizice ale lor înșiși. Chirurgii controlează apoi degetele robotice cu mișcări din propriile degete, ceea ce permite efectuarea unor proceduri complicate la distanță. Acest lucru le permite chirurgilor să aibă grijă de mai mulți pacienți și, datorită dimensiunii mici a degetelor robotice, pot fi efectuate incizii mai mici. Cu această tehnologie, chirurgii nu sunt obligați să facă incizii mari, care sunt adesea necesare pentru a se potrivi mâinile chirurgului în corpul pacientului.

Unul dintre aspectele cheie ale mișcării precise a degetelor robotice este utilizarea transmisiei în direct a informațiilor vizuale, care provine de la camerele plasate pe brațele telerobotice. Acest lucru necesită ca chirurgii să observe monitoarele pentru a corela mișcările degetelor cu mișcările degetelor telerobotice. Acest lucru îi ajută să localizeze unde se află degetele lor robotice și cât de aproape sunt unele de altele.

Conform lui Park, informațiile vizuale singure nu sunt suficiente pentru a ghida mișcările fine ale degetelor, ceea ce este extrem de important atunci când degetele operează foarte aproape de creier și alte țesuturi delicate.

“Chirurgii pot ști doar cât de departe sunt degetele lor reale unele de altele indirect, adică, privind unde se află degetele lor robotice una față de cealaltă pe un monitor”, a spus Park. “Această vedere indirectă diminuează senzația lor de cât de departe sunt degetele lor reale unele de altele, ceea ce afectează modul în care controlează degetele lor robotice.”

Mănușă Echipată cu Sonde de Stimulare

Încercând să depășească această provocare, echipa de cercetători a dezvoltat o metodă alternativă pentru a furniza informații despre distanță, independentă de feedbackul vizual. Ei fac acest lucru utilizând mănuși echipate cu sonde de stimulare, care transmit frecvențe diferite de curent electric către vârfurile degetelor. Prin aceasta, utilizatorii au putut fi instruiți să asocieze frecvența pulsului de curent cu distanța, astfel încât să existe o creștere a frecvenței curentului atunci când un obiect de test se apropie.

Tehnologia a fost specifică sensibilității utilizatorului la frecvențele curentului electric. Acest lucru înseamnă că, în cazul în care un utilizator este sensibil la un spectru mai larg de frecvențe ale curentului, informațiile despre distanță au fost furnizate cu o creștere mai mică a curentului.

Conform cercetătorilor, utilizatorii care primesc pulsuri electrice au putut reduce forța de contact cu aproximativ 70%, și au avut o conștientizare mai mare a proximității față de suprafețele subiacente. Una dintre observațiile finale a fost că informațiile despre proximitate furnizate prin pulsuri electrice blânde au fost de aproximativ trei ori mai eficiente decât informațiile vizuale singure.

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

Conform lui Park, noile dezvoltări ar putea crește semnificativ manevrabilitatea în timpul intervențiilor chirurgicale, în același timp minimizând daunele neintenționate ale țesuturilor.

“Scopul nostru a fost să găsim o soluție care ar putea îmbunătăți precizia estimării proximității fără a crește încărcătura de gândire activă necesară pentru această sarcină”, a spus el. “Când tehnica noastră va fi gata pentru utilizare în medii chirurgicale, medicii vor putea ști intuitiv cât de departe se află degetele lor robotice de structurile subiacente, ceea ce înseamnă că pot menține focusul activ pe optimizarea rezultatului intervenției chirurgicale a pacienților lor.”