活用例
柔軟な低侵襲手術ロボットの性能の実験的検証
吉林大学機械航空宇宙工学部
手術ロボット、低侵襲手術
医者の主な手、手術ロボット

胸腺腔の低侵襲手術を支援する新しいロボットシステムは、外科医の「サードハンド」として使用されます。これは、内視鏡を保持して組織を引っ張る際のアシスタントの代わりに使用され、外科医が独立して操作します。

柔軟な手術器具は自由度が高く、姿勢を柔軟に調整できるため、狭い作業スペースでの手術に最適です。ただし、冗長な自由度は、その運動学計算の難しさを増します。

力のバランスの観点から、吉林大学の機械航空宇宙工学部のFeng Meiのチームは、指示に迅速かつ正確に応答し、実際のマスタースレーブ制御要件を満たすことができる、一定の曲率を持つ柔軟な手術器具の構造を提案しました。 -時間手術。

微細な手術下での柔軟な手術器具の性能を検証するために、研究者は検証するためのプロトタイプ実験を実施しました。実験では、図に示すように、医師の主な手が器具を制御して、目標位置でリングをつかみます。

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Feng Meiのチームは、NOKOVモーションキャプチャシステムを使用して、実験結果としてマスターハンド(医師が制御)とスレーブ手術器具の移動軌跡に関するリアルタイム情報を取得し、マスターハンドとそれぞれ楽器のエンドエフェクター。

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それぞれx、y、z方向に沿ったメインハンドと楽器の位置。実験は、x、y、およびz方向の柔軟な手術器具の予想および実際の軌道のRMSEがそれぞれ0.498、0.399、および0.051であることを示しています。手術器具機構は主従操作で微細な操作ができることが証明されています。

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Feng Meiのチームによって提案された運動学的解法は、機械的構造に制限されず、一定の曲率を持つ任意の柔軟な機器に適用できます。同時に、この柔軟な手術器具は、外科手術の精度と柔軟性を効果的に向上させます。この研究論文は、2021年にICRAによって発行されました。

参照:

[1] Feng, M., Ni, Z.X., Li, A., Lu, X. and Fu, Y.L. (2021), Master manipulator optimisation for robot assisted minimally invasive surgery. Int J Med Robot, 17: e2208. https://doi.org/10.1002/rcs.2208


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