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Gli scienziati progettano il regolatore meccanico innovatore per ambulatorio robot-assistito

Gli scienziati all'istituto di tecnologia di Tokyo hanno progettato un nuovo tipo di regolatore per il braccio robot utilizzato nell'ambulatorio robot. Il loro regolatore combina i due tipi distinti di prese utilizzati nei sistemi robot disponibili nel commercio per fare leva i vantaggi di entrambi, diminuenti gli sforzi del chirurgo e fornenti la buona precisione.

La robotica ha tessuto il suo modo in molti campi differenti e la medicina non fa eccezione; l'ambulatorio robot-assistito ha avanzato drammaticamente negli ultimi dieci anni in quasi ogni subspecialty chirurgico. l'ambulatorio Robot-assistito è eseguito solitamente facendo uso dei sistemi automatici chirurgici che comprendono una configurazione parallela, in cui “la lastra„ è un'unità del regolatore che il chirurgo manipola per gestire un braccio robot. Tali sistemi migliorano la destrezza e la precisione dei chirurghi filtrando i tremiti della mano e sottoponendo a operazioni di disgaggio i loro moti della mano nei più piccoli movimenti. Egualmente diminuiscono il rischio di complicazioni chirurgiche comuni quale l'infezione chirurgica del sito.

Tuttavia, l'ambulatorio robot-assistito viene con i sui propri svantaggi, particolarmente per la persona che esegue l'ambulatorio. I chirurghi robot a volte ritengono il disagio fisico durante la chirurgia, con fatica della barretta che è comune. Questo disagio è associato con il modo in cui afferrano il regolatore principale. Due tipi di pinse sono usati solitamente per gestire i robot chirurgici: “la pinsa di pizzico„ e “pinsa di potenza.„ La pinsa di pizzico è stata utilizzata negli ambulatori convenzionali per secoli; comprende per mezzo del pollice, del mezzo e dei dito indice per raggiungere i movimenti di alta precisione. D'altra parte, la pinsa di potenza comprende afferrare una manopola con l'intera mano ed è più adatta a lavoro valido ed a grandi movimenti.

Poiché la pinsa di pizzico esercita tensionamento su determinati muscoli della mano e delle barrette, è più probabile causare la fatica. E sebbene la pinsa di potenza non sembri causare tale disagio, offre meno controllo preciso. Di conseguenza, c'è un rapporto tra il disagio causato dalla pinsa di pizzico e la mancanza di controllo fine della pinsa di potenza. Fortunatamente, il sig. Solmon Jeong ed il Dott. Kotaro Tadano, una coppia i ricercatori dall'istituto di tecnologia di Tokyo (tecnologia di Tokyo), hanno trovato una soluzione abile a questo problema. In uno studio pubblicato nel giornale internazionale di robotica medica e di ambulatorio su ordinatore, i ricercatori hanno speculato che un regolatore principale che combina entrambi i tipi di prese può essere progettato.

In ambulatorio robot, le limitazioni delle due tecniche di maneggio convenzionali sono collegate forte con i vantaggi e gli svantaggi di ogni tipo commovente. Quindi, abbiamo voluto studiare se una tecnica di maneggio combinata potesse migliorare la prestazione di manipolazione durante l'ambulatorio robot, mentre questa può fare leva i vantaggi di entrambi i tipi commoventi mentre compensando i loro svantaggi.„

Dott. Kotaro Tadano, ricercatore da tecnologia di Tokyo

Dopo che un esperimento del proof of concept che ha dato i risultati di promessa, i ricercatori ha progettato un sistema robot della chirurgia con un regolatore principale modulare che potrebbe essere regolato per impiegare o il pizzico, la potenza, o ha combinato la presa. Il sistema è stato provato con un esperimento indicante, in cui 15 partecipanti hanno dovuto gestire un braccio robot per introdurre il suggerimento di un ago di stampa nei fori dell'obiettivo nel meno lasso di tempo senza ostacoli commoventi. Le varie circostanze sono state provate ad ogni tipo commovente, quali l'uso dei resti della palma e del braccio, l'uso della manopola, il tipo commovente ed il moto della pinsa di pizzico. I risultati hanno indicato che la pinsa combinata hanno reso la prestazione migliore nell'esperimento indicante sulle varie parti anteriori, compreso il numero degli errori (che toccano un ostacolo), tempo richiesto e lunghezza totale dei movimenti realizzati per raggiungere gli obiettivi. Molti partecipanti egualmente hanno riferito per preferire la tecnica di maneggio combinata più degli altri due, a causa della facilità e della comodità nel usando questo metodo.

Questa nuova progettazione del regolatore principale ha potuto essere un punto nella giusta direzione in ambulatorio robot-assistito. “Il metodo di manipolazione di regolatori principali per ambulatorio robot ha un'influenza significativa in termini di intuitiveness, comodità, precisione e stabilità. Oltre a permettere all'operazione precisa, un metodo di manipolazione comodo potrebbe potenzialmente avvantaggiare sia il paziente che il chirurgo,„ rileva il Dott. Tadano. Sebbene i lavori futuri siano necessari analizzare altre variabili in questione nella manipolazione robot del braccio, questo lavoro certamente apre la strada per i sistemi automatici chirurgici avanzati.

Source:
Journal reference:

Jeong, S  & Tadano, K. (2019) Manipulation of a master manipulator with a combined‐grip‐handle of pinch and power grips. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. doi.org/10.1002/rcs.2065.