ارزیابی بالینی یک ربات جدید نگهدارنده دوربین در جراحی لاپاروسکوپی ـ نتایج مقدماتی

زمینه و هدف: ربات ابزاری الکترومکانیکی است که به منظور انجام یک کار فیزیکی خاص با دقت و مهارت بالا ساخته می‌شود. ربات‌های پیشرفته امروزی قادرند طیف وسیعی از حرکات پیچیده و از پیش تعریف شده را بارها، با دقت زیاد و بدون خستگی به انجام رسانند. لذا در مواردی که از نیروی انسانی انتظار انجام چنین وظیفه‌ای می‌رود، ربات جایگزین مناسبی است. در این مقاله، ضمن توصیف ویژگی‌های فنی و عملکردی یک ربات جدید دستیار جراح، برای نگهداری دوربین در حین جراحی لاپاروسکوپی، گزارشی از نتایج تست بالینی مقدماتی آن ارایه می‌شود. مواد و روش‌ها: پس از بررسی و ارزیابی طرح‌های پیشین، یک ربات سیار با فرمان پذیری صوتی و پدالی طراحی و ساخته شد که قادر است مطابق فرمان جراح، دوربین لاپاروسکوپ را در جهات مختلف (بالا، پایین، چپ، راست، داخل و خارج) حرکت داده و در موقعیت مناسب نگهداری نماید. نمونه اولیه دستگاه پس از انجام تست‌های کارایی و ایمنی، طی 29 عمل جراحی مختلف لاپاروسکوپیک شامل برداشتن کیسه صفرا، برداشتن آپاندیس، برداشتن طحال و ترمیم فتق در اتاق عمل بیمارستان امام خمینی (دانشگاه علوم پزشکی تهران) مورد آزمایش مقدماتی قرار گرفت. در طی آزمایش‌ها ربات جایگزین فرد نگاهدارنده دوربین شده و کارآیی آن در حین عمل مورد بررسی قرار گرفته است. یافته‌ها: نتایج حاصل از اندازه‌گیری و ثبت زمان لازم برای راه‌اندازی ربات، سهولت کار کردن با ربات، کیفیت عملکرد ربات در پاسخ به دستورات جراح، میزان دقت در حرکات ربات، توانایی ربات در ارائه پوشش تصویری کامل، عدم لرزش یا تکان خوردن تصویر، خستگی ناپذیری ربات در اعمال جراحی طولانی، فقدان حرکات ناخواسته و فقدان خطا در حرکت‌ها حاکی از ایمنی و کارایی ربات و عملکرد رضایت بخش آن در جریان اعمال جراحی است. اگرچه راه اندازی ربات مستلزم صرف زمان و کار اولیه‌ است، ولی نتایج حاکی از کاهش زمان کل عمل، در اکثریت موارد است. نتیجه‌گیـری: نرمی حرکات، پایداری و عدم لرزش تصویر از جمله برتری‌های ربات نگهدارنده لاپاروسکوپ نسبت به دست انسان است، به همین دلیل این ربات می‌تواند جایگزین مناسبی برای فرد نگهدارنده دوربین باشد. گام بعدی ساده‌تر نمودن کار با دستگاه از طریق ارتقاء نرم افزار و انجام مطالعات بالینی بیشتر به منظور ارزیابی مقایسه‌ای عملکرد ربات خواهد بود

Interface baseada em reconhecimento de voz para vídeo laparoscopia

Trabalho de conclusão de curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Curso de Graduação em Engenharia de Controle e Automação, 2013.Cirurgias minimamente invasivas como laparoscopia, ablação e endoscopia estão se tornando cada dia mais comuns devido ao grande benefício ao paciente em termos de rapidez na recuperação, diminuição de cicatrizes e menor risco de contração de infecções decorrentes da cirurgia. Entretanto, tais procedimentos representam maior dificuldade na perspectiva do cirurgião pelo uso não intuitivo de ferramentas e elevado tempo de aprendizagem. Este trabalho propõe o desenvolvimento um protótipo de interfaceamento por voz para equipamentos utilizados em vídeo laparoscopia. O cirurgião interage com o sistema através de uma interface gráfica em um tablet, o qual se conecta via Wi-Fi com um concentrador de informações que está diretamente ligado aos equipamentos. Os comandos ao sistema podem ser tanto táteis, como por voz e são utilizados para alterar configurações dos equipamentos necessárias durante a operação.Minimally invasive surgeries such as laparoscopy, ablation and endoscopy are getting gradually more common due to its benefits to the patient in terms of faster recovery period, less and smaller scarves, and low infection risk after the surgery. However, such procedures represent more difficulty on the surgeon’s perspective because of the use of non-intuitive tools and long learning periods. This work presents the devolopment of a voice interfacing prototype for equipment used on video laparoscopy surgeries. Physicians may interact with the system through a graphical interface on a tablet, which is connected via Wi-Fi to a information concentrator that is directly connected to the equipment. The commands can be sent by both tactile buttons or by speech and are meant to modify equipment setup during the surgery

Comunicação em rádio-frequência por meio de joystick para interface de robô cirúrgico : projeto CLARA

Trabalho de Conclusão de Curso (graduação)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Gama, 2019.O uso de robôs na medicina tem se tornado cada vez maior. Nos últimos anos, uma vasta base tecnológica vem sendo desenvolvida através de pesquisas na área. Isso pode ser dado devido aos diversos benefícios que a utilização da robótica em cirurgias traz, como menor dano aos tecidos, diminuição do tempo de recuperação do paciente e redução de cicatrizes. Entretanto, os robôs cirúrgicos atuais presentes no mercado são de custo elevado por conta da fabricação e manutenção internacional. Partindo desse problema, é necessário considerar alternativas viáveis para utilização de robôs no Sistema Único de Saúde Brasileiro. Considerando, também, a redução de custo possível com um sistema nacional, o objetivo desse trabalho é a construção de um sistema de comunicação sem fio entre um joystick e módulos transceptores de rádio frequência para ser usado na movimentação de um robô cirúrgico para procedimentos minimamente invasivos. Para isso, foi utilizado um microcontrolador com módulo transceptor de rádio-frequência, um joystick e um protocolo robusto para transmissão e recepção de mensagens. Como resultado, o computador central do projeto recebe os pacotes contendo as coordenadas do joystick e parâmetros de segurança, que serão usadas para movimentação dos motores do robô. Conclui-se, dessa forma, que o projeto é viável e pode ser utilizado de maneira segura no sistema completo, sendo uma alternativa viável ao problema apresentado.The use of robots in medicine has increased lately. In the past years, a vast technological base has been developed through researches in the area. This might be happening due to the many benefits that the use of robotics in surgeries brings, such as reduced tissue damage, reduced patient recovery time and reduced scarring. However, today’s surgical robots on the market are expensive because of international manufacturing and maintenance. Based on this problem, it is necessary to consider viable alternatives for the use of robots in the Brazilian Unified Health System. Considering also the possible cost reduction with a national system, the objective of this work is the construction of a wireless communication system between a joystick and radio frequency transceiver modules to be used in the movement of a surgical robot for minimally invasive procedures. For this, a microcontroller with radio frequency transceiver module, a joystick and a robust protocol for transmitting and receiving messages were used. As a result, the project host computer receives packages containing joystick coordinates and safety parameters, which will be used to move the robot motors. Thus, it is concluded that the project is viable and can be used safely in the complete system, being a viable alternative to the presented problem

A FEEDBACK-BASED DYNAMIC INSTRUMENT FOR MEASURING THE MECHANICAL PROPERTIES OF SOFT TISSUES

In this paper, a novel feedback-based dynamic instrument integrated into a Minimally- Invasive-Surgery (MIS) tool to evaluate the mechanical impedance of soft tissues is presented. This instrument is capable of measuring viscoelasticity of tissues if specific boundary conditions are known. Some important advantages of the proposed instrument are that it is robust and simple in comparison to other similar instruments as it does not require magnitude information of plant’s displacement output and no force sensor is used. The precision and accuracy of the measurements of the proposed instrument for soft tissues is noticeably higher than similar instruments, which are not optimized to work with soft tissues. The proposed dynamic instrument is designed to detect the frequency shifts caused by contacting a soft tissue using an improved phase-locked loop feedback system (closed loop). These frequency shifts can then be used to evaluate the mechanical properties of the tissue. The closed-loop method works fast (with an approximate resonance-frequency-shift rate of 15 Hz per second), and is capable of measuring dy­ namic mechanical properties of viscoelastic tissues, while previous focus was mostly on static/quasi-static elastic modulus. The instrument is used to evaluate the equivalent stiffness of several springs and cantilever beams, mass of reference samples, and also the frequency shifts of several phantoms with injected tumors, noting that these frequency shifts can be used to measure the viscoelasticity of the tissues. It is also shown that the instrument can be used for tumor localization in these phantoms