Os cientistas projectam o controlador mecânico inovativo para a cirurgia robô-ajudada

Os cientistas no Instituto de Tecnologia do Tóquio projectaram um novo tipo de controlador para o braço robótico usado na cirurgia robótico. Seu controlador combina os dois tipos distintos de preensão usados em sistemas robóticos disponíveis no comércio para leverage as vantagens de ambos, reduzindo os esforços do cirurgião e fornecendo a boa precisão.

A robótica teceu sua maneira em muitos campos diferentes, e a medicina não é nenhuma exceção; a cirurgia robô-ajudada avançou dramàtica ao longo da última década em quase cada subspecialty cirúrgico. a cirurgia Robô-ajudada é executada geralmente usando os sistemas cirúrgicos do robô que envolvem uma configuração do mestre-escravo, em que o “mestre” é um dispositivo do controlador que o cirurgião manipule para controlar um braço robótico. Tais sistemas melhoram a destreza e a precisão dos cirurgiões filtrando para fora tremores da mão e escalando seus movimentos da mão em movimentos menores. Igualmente reduzem o risco de complicações cirúrgicas comuns tais como a infecção cirúrgica do local.

Contudo, a cirurgia robô-ajudada vem com suas próprias desvantagens, especialmente para a pessoa que executa a cirurgia. Os cirurgiões robóticos sentem às vezes o incómodo físico durante a cirurgia, com a fadiga do dedo que é comum. Este incómodo é associado com a maneira em que prendem o controlador mestre. Dois tipos de apertos são usados geralmente para controlar robôs cirúrgicos: da “o aperto pitada” e da “aperto potência.” O aperto da pitada foi usado em cirurgias convencionais há séculos; envolve usar o polegar, o meio, e os indicadores para conseguir movimentos da elevada precisão. Por outro lado, o aperto da potência envolve agarrar um punho com a mão inteira e é mais apropriado para o trabalho vigoroso e grandes movimentos.

Porque o aperto da pitada aplica uma tensão sobre determinados músculos da mão e dos dedos, é mais provável causar a fadiga. E embora o aperto da potência não pareça causar tal incómodo, oferece menos controle preciso. Conseqüentemente, há umas trocas entre o incómodo causado pelo aperto da pitada e a falta do controle fino do aperto da potência. Felizmente, o Sr. Solmon Jeong e o Dr. Kotaro Tadano, um par de pesquisadores do Instituto de Tecnologia do Tóquio (tecnologia do Tóquio), encontraram uma solução inteligente a este problema. Em um estudo publicado no jornal internacional da robótica médica e do computador - a cirurgia ajudada, pesquisadores especulou que um controlador mestre que combinasse ambos os tipos de preensão pode ser projectado.

Na cirurgia robótico, as limitações dos dois métodos emocionantes convencionais são relacionadas fortemente às vantagens e às desvantagens de cada tipo emocionante. Assim, nós quisemos investigar se um método emocionante combinado pode melhorar o desempenho da manipulação durante a cirurgia robótico, enquanto este pode leverage as vantagens de ambos os tipos emocionantes ao compensar suas desvantagens.”

Dr. Kotaro Tadano, pesquisador da tecnologia do Tóquio

Depois que uma experiência do prova--conceito que rendesse resultados prometedores, os pesquisadores projectou um sistema robótico da cirurgia com um controlador mestre modular que poderia ser ajustado para empregar a pitada, a potência, ou a preensão combinada. O sistema foi testado com uma experiência apontando, em que 15 participantes tiveram que controlar um braço robótico para trazer a ponta de uma agulha em furos do alvo em menos quantidade de tempo sem obstáculos tocantes. As várias circunstâncias foram testadas para cada tipo emocionante, tal como o uso de restos do braço e da palma, o uso do punho, tipo emocionante, e movimento do aperto da pitada. Os resultados mostraram que o aperto combinado renderam o melhor desempenho na experiência apontando nas várias partes dianteiras, incluindo o número de falhas (que tocam em um obstáculo), tempo exigido, e comprimento total dos movimentos executados para alcançar os alvos. Muitos participantes igualmente relataram para preferir o método emocionante combinado sobre os outros dois, devido à facilidade e ao conforto em usar este método.

Este projecto novo do controlador mestre podia ser uma etapa no sentido correcto na cirurgia robô-ajudada. “O método de manipulação dos controladores mestres para a cirurgia robótico tem uma influência significativa em termos do intuitiveness, do conforto, da precisão, e da estabilidade. Além do que a possibilidade da operação precisa, um método de manipulação confortável poderia potencial beneficiar o paciente e o cirurgião,” observa o Dr. Tadano. Embora o trabalho futuro seja necessário analisar outras variáveis envolvidas na manipulação robótico do braço, este trabalho pavimenta certamente a maneira para sistemas cirúrgicos avançados do robô.

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.