Zastosowanie robotyki w chirurgii



Podobne dokumenty
Wykład 4 Zastosowanie robotyki w chirurgii

Wykład 3 Zastosowanie robotyki w chirurgii

Wykład 1. Idea wykorzystania robotów w medycynie lata siedemdziesiąte XXw.

Roboty przemysłowe. Cz. II

Kinematyka manipulatora równoległego typu DELTA 106 Kinematyka manipulatora równoległego hexapod 110 Kinematyka robotów mobilnych 113

NOWOCZESNE WYKORZYSTANIE ROBOTYKI

Struktura manipulatorów

Szczegółowy opis techniczny i wymagania w zakresie przedmiotu zamówienia

Wyrób SuturePlate i śruby do kości ramiennej DFU-0139 NOWA WERSJA 11

Zastosowania markerów w technikach zdjęć RTG dla:

Lampy operacyjne. Thea. Produkt został wykonany z materiałów, o właściwościach antybakteryjnych.

Zaawansowany. Zaliczenie pierwszego semestru z anatomii i z patologii

PL B1. Manipulator równoległy trójramienny o zamkniętym łańcuchu kinematycznym typu Delta, o trzech stopniach swobody

LAMPY OPERACYJNE FAM-LUX LO-23

PENTALED 12.

ROBOTY PRZEMYSŁOWE LABORATORIUM FANUC S-420F

CYBERKNIFE. Broszura informacyjna. Centrum Onkologii Instytut im. Marii Skłodowskiej-Curie. Dawid Bodusz

PRACA DYPLOMOWA MAGISTERSKA

Roboty stereotaktyczne

1. Kiść. 1. Kiść 5. Podstawa 2. Przedramię 6. Przewody łączeniowe 3. Ramię 7. Szafa sterownicza 4. Kolumna obrotowa

PL B1. FUNDACJA ROZWOJU KARDIOCHIRURGII, Zabrze, PL BUP 10/10

Metha System protez krótkotrzpieniowych. Informacje dla pacjentów

Wirtualna kolonoskopia

Lampy operacyjne FAM-LUX LO-23. Produkt został wykonany z materiałów, o właściwościach antybakteryjnych.

NEUROCHIRURGIA W ZINTEGROWANYM BLOKU OPERACYJNYM

MECHANIZMY ROBOTÓW M A N I P U L A T O R Y

Procedura implantacji dysku lędźwiowego BAGUERA L firmy Spineart

STRUKTURA ZAKŁADU DIAGNOSTYKI OBRAZOWEJ. Imię i nazwisko. Telefon Fax. I. Pracownia Radiologii Konwencjonalnej (Rtg)

MECHANIZMY ROBOTÓW M A N I P U L A T O R Y

Mechanika Robotów. Wojciech Lisowski. 5 Planowanie trajektorii ruchu efektora w przestrzeni roboczej

Pakiet V Cena jed. netto. Razem:

Centrum obróbcze FORMAT 4 PROFIT H20 CNC

Zdjęcie rentgenowskie oraz tomografia komputerowa u chorych z mechanicznym wspomaganiem oddychania

OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Aesculap Plasmafit. Bezcementowy system panewek stawu biodrowego. Aesculap Ortopedia

OPIS IMPLANTÓW. nazwa handlowa lub kod... producent...

4. Chwytaki robotów przemysłowych Wstęp Metody doboru chwytaków robotów przemysłowych Zasady projektowania chwytaków robotów

Samodzielny Publiczny Szpital Kliniczny Nr 2 PUM w Szczecinie

PROPOZYCJA INNOWACYJNEJ TECHNOLOGII. Urządzenie do stabilizacji pozycji pacjenta zwłaszcza podczas transportu

POLSKI. Stomatologiczne aparaty rentgenowskie

Rodzaj działalności leczniczej oraz zakres udzielanych świadczeń zdrowotnych

Gryf. Zmodernizowany ZAAWANSOWANE TECHNOLOGIE

PRZEKŁADNIE ZĘBATE. Przekł. o osiach stałych. Przekładnie obiegowe. Planetarne: W=1 Różnicowe i sumujące: W>1

Czym jest badanie czynnościowe rezonansu magnetycznego? Oraz jaki ma związek z neuronawigacją?

Wyważarka do kół aut ciężarowych Probalance 7910

Formularz asortymentowo-cenowy

CEMB ER 60 - wyważarka do kół samochodów osobowych i dostawczych

e-pionier KARTA PROBLEMU SPOŁECZNO-GOSPODARCZEGO

Tworzenie modeli ciała ludzkiego dla potrzeb modelowania pola elektromagnetycznego. Bartosz Sawicki, Politechnika Warszawska

PL B1. AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA IM. STANISŁAWA STASZICA, Kraków, PL BUP 10/05

m OPIS OCHRONNY PL 59926

PL B1. PĘKACKI PAWEŁ, Skarżysko-Kamienna, PL BUP 02/06. PAWEŁ PĘKACKI, Skarżysko-Kamienna, PL

Kolumny i mosty zasilające

VIDEOMED ZAKŁAD ELEKTRONICZNY

PL B1. POLITECHNIKA WARSZAWSKA, Warszawa, PL

tel:

kierowanych pojazdów podwodnych

BADANIA OBRAZOWE - komercyjne RENTGENODIAGNOSTYKA KLASYCZNA (RTG) Rodzaj badania cena brutto 49,00 zł 49,00 zł 49,00 zł 45,00 zł 44,00 zł 58,00 zł

Zbijak z pojedynczym ramieniem przestawnym o 180 stopni (patent Corghi). Szybkie, dokładne, powtarzalne zbijanie po obydwu stronach opony.

CEMB ER 60 - wyważarka do kół samochodów osobowych i dostawczych

INSTRUKCJA MONTAŻU I OBSŁUGI RIMINI, JESOLO (PL )

Laboratorium z Napęd Robotów

SPECYFIKACJA TECHNICZNA PRZEDMIOTU OFERTY

OxyFlo Pro Monitoring przepływu krwi

PODNOŚNIK KOLUMNOWY DO UŻYTKU W POMIESZCZENIACH

Jakie znaczenie dla pacjentek planujących zabieg rekonstrukcji piersi ma zastosowanie macierzy Bezkomórkowej -ADM Accellular Dermal Matrix

Lampy operacyjne FAM-LUX LO-23. Produkt został wykonany z materiałów, o właściwościach antybakteryjnych.

FORMULARZ CENOWY. Wartość brutto w zł [(kol. 7 x kol. 8) + kol. 6]

Praktyczne aspekty ultrasonografii jamy brzusznej u małych zwierząt

SZCZEGÓŁOWY OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA

Śruby niskoprofilowe firmy Arthrex DFU-0125 NOWA WERSJA 16

PARAPION ACTIVE. pionizator statyczny

LIFTER. pionizator statyczny

LIFTER SZCZEGÓLNIE ZALECANY W NASTĘPUJĄCYCH PRZYPADKACH: WYPOSAŻENIE STANDARDOWE: pionizator

TECHNIKA OPERACYJNA. Gwóźdź Piszczelowy Rekonstrukcyjny Anatomiczny

OPIS IMPLANTÓW. Zadanie 1. Proteza dysku szyjnego. nazwa handlowa lub kod... producent...

Tematy prac dyplomowych inżynierskich realizacja semestr zimowy 2016 kierunek AiR

LIFTER SZCZEGÓLNIE ZALECANY W NASTĘPUJĄCYCH PRZYPADKACH: WYPOSAŻENIE STANDARDOWE: pionizator

Typ ramy F700 F800 F950 F957 F958 Szerokość ramy i tolerancja (mm) ,5 R11 R11

Materiały pomocnicze do ćwiczeń laboratoryjnych

Centrum obróbcze MAKA PE 80

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. KOST MACIEJ, Warszawa, PL BUP 17/ WUP 07/11. MACIEJ KOST, Warszawa, PL RZECZPOSPOLITA POLSKA

Lekcja budowania robotów na podstawie klocków LEGO Mindstorms NXT 2.0. Temat: GrabBot Budujemy robota, który przenosi przedmioty.

najnowsze rozwiązania techniczne subtelny włoski design wysoka jakość... idealna lampa zabiegowa

SILNIK KROKOWY. w ploterach i małych obrabiarkach CNC.

Centrum obróbcze MAKA PE 80

Zagadnienia egzaminacyjne AUTOMATYKA I ROBOTYKA. Stacjonarne I-go stopnia TYP STUDIÓW STOPIEŃ STUDIÓW SPECJALNOŚĆ

Centrum wiertarsko-frezarskie MAKA PE 75

ME 405 SERIA ME-405. Maszyny do badań na rozciąganie/ściskanie/zginanie kn.

RADIOLOGIA KONWENCJONALNA

ZAKŁAD DIAGNOSTYKI OBRAZOWEJ Cennik badań

ŚWIADCZENIA TOMOGRAFII KOMPUTEROWEJ. Kod. Lp. ICD TK głowy bez środka kontrastującego 1. Personel:

Aesculap Informacje dla pacjentów. Operacja stawu kolanowego

Research & Development. Zespół R&D

HandlingTech. Automations-Systeme PIERWSZA POMOC W PRZYPADKU ZŁAMANIA NARZĘDZIA.

TECHNIKA OPERACYJNA. Gwóźdź Ramienny Rekonstrukcyjny i Kompresyjny

Specyfikacja techniczna: Średnica felgi Max. szerokość felgi 13

C wyważarka do kół samochodów ciężarowych

INSTRUKCJA MONTAŻU I OBSŁUGI MAZARA (PL )

Transkrypt:

Zastosowanie Robotyki w Medycynie Zastosowanie robotyki w chirurgii Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów Wyeliminowanie wszystkich zewnętrznych nacięć redukcja inwazyjności zabiegów chirugicznych. Dostęp do jamy otrzewnej przez naturalny otwór (technika NOTES) lub pojedyncze nacięcie wyzwanie chirurgiczne. NOTES Natural Orifice Translumenal Endoscopic Surgery wykonywanie operacji przez naturalne otwory ciała przy użyciu endoskopu i odpowiednich narzędzi chirurgicznych. Zaleta przeprowadzenie operacji wewnątrz jamy otrzewnej bez konieczności cięcia powłok jamy brzusznej. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 2 1

zmniejszenie bólu pooperacyjnego, eliminuje problem zakażenia ran, minimalizuje ryzyko powstania przepuklin pooperacyjnych, pozwala zmniejszyć liczbę pooperacyjnych zrostów, efekt kosmetyczny. Technika Notes pozwala skrócić czas pobytu w szpitalu i okres powrotu do pełnej aktywności życiowej zmniejszenie całkowitego kosztu hospitalizacji. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 3 W technice NOTES istnieją trzy zasadnicze drogi dojścia do otrzewnej: górny odcinek przewodu pokarmowego (żołądek), dolny odcinek przewodu pokarmowego (górna część odbytnicy), pochwa. Droga przezżołądkowa: giętki endoskop wprowadza się przez usta chorego do żołądka, Przejście przez przednią ścianę żołądka i wejście do jamy otrzewnej (ultrasonografia). Wady: większe prawdopodobieństwo infekcji, wąska średnica otworu, trudność manewrowania. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 4 2

Problem stworzeni optymalnego instrumentarium. Giętkie endoskopy wykorzystywane obecnie w zabiegach NOTES cechuje zbyt mała stabilność i zwrotność, mają one często ograniczony zasięg, uniemożliwiają jednocześnie pracę kilku narzędzi. Zła jakość uzyskanego obrazu, problemy w uzyskaniu wierności odwzorowania stosunków anatomicznych pomiędzy tkankami, obraz odwrócony. Endoskopy dwukanałowe z systemem ShapeLock (utrwalenie kształtu giętkiego endoskopu). Stosowanie techniki uchwytów magnetycznych MAGS (Magnetic Anchoring and Guidance System) regulacja położenia narzędzia Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 5 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 6 3

Operacja LESS Laparo-Endoscopic Single-Site Surgery Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 7 Zastosowanie miniaturowych robotów (in-vivo) platforma robotyczna zainstalowana wewnątrz jamy otrzewnowej wizualizacja (rola endoskopu) W przeciwieństwie do elastycznych endoskopów - uzyskujemy sprzężenie wizyjne, które nie jest ograniczone przez oś endoskopu lub punkt penetracji. Platforma robotyczna może przemieszczać się w dowolnym kierunku jamy otrzewnej mobilny robot do obrazowania (Mobile Camera Robot) Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 8 4

Dwa aluminiowe koła niezależnie napędzane za pomocą silników prądu stałego z magnesami trwałymi o średnicy 6mm, Silniki umieszczono w cylindrycznym korpusie, w którym umieszczono układ sterowania, kamerę i chwytak do wykonywania biopsji kamera, diody LED. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 9 Wewnętrzne i zewnętrzne średnice koła - 17mm i 20mm. Prędkość robota ok. 2cm/s. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 10 5

Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 11 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 12 6

Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 13 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 14 7

Funkcjonalność robota do manipulacji ma być analogiczna do standardowych narzędzi laparoskopowych. Podstawą konstrukcji robota jest zastąpienie dwóch narzędzi laparoskopowych przez platformę z dwoma ramionami. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 15 Miniaturowe roboty medyczne Robot posiada dwa ramiona podłączone do centralnego korpusu. Każde ramię ma chwytak lub elektrodę koagulacji tkanek. W centralnej części robota zamontowano kamerę oraz diody LED do oświetlenia pola operacji. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 16 8

Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 17 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 18 9

Magnesy znajdujące się w centralnym korpusie robota współdziałają z magnesami w konsoli chirurgicznej. Robot posiada dwie konfiguracje: elastyczna - umożliwia wprowadzanie, robocza - zapewnia stabilną manipulację. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 19 Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 20 10

Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 21 HeartLander (kilkucentymetrowy) wykonywanie małoinwazyjnych operacji na żywym sercu Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 22 11

HeartLander przemieszcza się po organizmie z prędkością 18 centymetrów na minutę W obecnej wersji robot składa się z dwóch części - przedniej i tylniej. Każda z nich ma wymiary 6,5 mm x 8 mm x 10 mm (wysokość x szerokość x długość). Robot "wchodzi" do wnętrza klatki piersiowej poprzez nacięcie (20 mm) wykonane poniżej mostka. Po dotarciu do serca, przylega do jego zewnętrznych ścianek. Operacja na sercu odbywa się pod kontrolą lekarza - urządzenie jest sterowane dżojstikiem. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 23 W obecnej wersji HeartLander do przemieszczania się wewnątrz żywego organizmu wykorzystuje układ podciśnienia do którego prowadzi przewód z podciśnieniem wytwarzanym na zewnątrz. Jest napędzany poprzez silniki znajdujące się również na zewnątrz, połączone z robotem trzema kablami. Ruch - podobny do sposobu poruszania się gąsienicy. Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 24 12

Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 25 Zalety Stabilizacja możliwość przyczepienia się do serca działanie robota nie jest zakłócone przez bijące serce Lokalizacja pomiar bezpośrednio na bijącym sercu, Ochrona płuc - system elastyczny nie narusza przestrzeni płuc Łatwa zmiana pola operacji - łatwość dostępu do każdego miejsca na powierzchni serca Tani i jednorazowy system - tańszy od systemów telemanipulacyjnych Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 26 13

Zastosowanie Ablacja migotania przedsionków Umieszczenie przewodów do stymulacji dwukomorowej, Zastosowanie komórek macierzystych do regeracji mięśnia serca Piotr Sauer Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów 27 Roboty chirurgiczne ROBODOC Konstrukcja rozwijana od 1990, 1996 komercjalizacja Zastosowanie wspomaganie operacji wszczepiania protez stawu biodrowego precyzyjna obróbka leja w kości biodrowej, Wszczepianie protez stawu kolanowego, Kinematyka typu SCARA Na końcu ramienia frez z napędem pneumatycznym mocowany za pośrednictwem czujnika sił i momentów Przed operacją odpowiednie zaplanowanie położenia protezy oraz trajektorii obróbki 14

Roboty chirurgiczne Roboty chirurgiczne ROBODOC - zalety: dokładniejszy kształt gniazda (96% powierzchni implantu styka się z kością w porównaniu z 20% podczas klasycznej operacji), Mniejsze luzy między protezą a kością (0,05 mm w porównaniu z 1-4 mm), Mniejsze naprężenia punktowe w kości, 15

Roboty chirurgiczne Roboty chirurgiczne Robot Mars (MiniAture Robot for Surgery) SpineAssist Manipulator mocowany do ciała pacjenta, Miniaturowa struktura równoległa platforma Stewarda o 6 stopniach swobody Wymiary: 5x8x8 cm, masa 250g, Dokładność: 0,1 mm, Przeznaczenie wykonywanie operacji kręgosłupa, Dolna platforma jest sztywno montowana do struktur kostnych pacjenta za pośrednictwem dodatkowej ramy Górna platforma sterowana za pośrednictwem 6 elektrycznych serwonapędów liniowych mocowanie narzędzia chirurgicznego. 16

Roboty chirurgiczne Robot Mars Przestrzeń robocza zbliżona do walca o średnicy 40mm i wysokości 16mm Zaprojektowany do pracy w trybie półaktywnym pozycjonowanie i orientowanie tulei prowadzącej w określonym położeniu wprowadzenie narzędzia chirurgicznego. Roboty chirurgiczne 17

Roboty chirurgiczne Robot Mars etapy operacji Planowanie przedoperacyjne pozycjonowanie narzędzia trójwymiarowy model kręgosłupa pacjenta wygenerowany na podstawie danych z tomografii komputerowej Instalacja elementów mocujących robota do struktur kostnych pacjenta Rejestracja robota 4 zdjęcia kręgosłupa z zamontowaną ramą lub klamrami automatyczne łączone z obrazem z tomografii. Wyliczenie relacji między układem współrzędnych robota, anatomią pacjenta i planem operacji Roboty chirurgiczne Robot Mars etapy operacji Pozycjonowanie robota mocowanie robota do bazy, przemieszczenie do zdefiniowanej pozycji. Ręczna operacja przez tuleję prowadzącą 18

Roboty neurochirurgiczne SurgiScope Wspomaga operacje neurochirurgiczne, Budowa modułowa: Precyzyjne pozycjonowanie robot typu Delta (podwieszany do sufitu sali operacyjnej) 6 stopni swobody Na robocie zmontowany mikroskop chirurgiczny Wskaźnik laserowy precyzyjne definiowanie punktów w przestrzeni 3D Uniwersalny uchwyt narzędzia chirurgiczne Roboty neurochirurgiczne 19

Roboty radiologiczne CyberKnife Oddziaływanie na chorobowo zmienione tkanki pacjenta radiochirurgia Radiochirurgia napromieniowanie chorych tkanek przy jednoczesnej ochrony reszty ciała przed promieniowaniem. 1987 Stanford University metoda precyzyjnego napromieniowania z wykorzystaniem obrazowania za pomocą komputerowej tomografii lub rezonansu magnetycznego CyberKnife: Akcelerator liniowy 6MV, Robot KUKA Dwa prostopadłe rejestratory rentgenowskie Roboty radiologiczne 20

Roboty radiologiczne CyberKnife Leczenie: Wykonanie tomografii komputerowej planowanie trajektorii robota tworzenie przestrzennej ścieżki ruchu akcelerometru względem pacjenta Podczas naświetlania automatycznie i w sposób ciągły określa się położenie pacjenta na podstawie danych z rejestratorów rentgenowskich Roboty radiologiczne 21

Roboty radiologiczne 22

23