Vier Arme verbessern chirurgischen Roboter ...

Die Robotiker der EPFL haben die Manipulation mehrerer Gliedmaßen mit fortschrittlicher gemeinsamer Steuerungserweiterung und haptischen Fußsteuerungen kombiniert, um einen effizienteren laparoskopischen Schlüsselloch-Chirurgieroboter zu schaffen.

Fachkräfte wurden bereits erfolgreich für das System geschult und in Genf laufen derzeit klinische Studien, die Zeit sparen und chirurgische Eingriffe dadurch möglicherweise sicherer machen.

Die Entwicklung war eine Zusammenarbeit zwischen der Forschungsgruppe REHAssist und dem Learning Algorithms and Systems Laboratory (LASA), um die zusätzlichen fünf Freiheitsgrade durch eine haptische Fußschnittstelle zu entwickeln.

Jede Hand steuert ein manipulatives Instrument, während ein Fuß ein Endoskop/eine Kamera steuert und ein anderer Fuß einen betätigten Greifer steuert. Eine wesentliche Innovation dieses Systems liegt in der gemeinsamen Kontrolle zwischen dem Chirurgen und den Roboterassistenten. Der von den Forschern entwickelte Steuerungsrahmen stellt sicher, dass Chirurg und Roboter in einem gleichzeitigen Arbeitsbereich zusammenarbeiten können und gleichzeitig die Präzisions- und Sicherheitsanforderungen der laparoskopischen Chirurgie erfüllen.

„Aktuatoren in den Fußpedalen geben dem Benutzer ein haptisches Feedback, führen den Fuß zum Ziel, als ob er einem unsichtbaren Kraftfeld folgen würde, und begrenzen außerdem Kraft und Bewegung, um sicherzustellen, dass fehlerhafte Fußbewegungen den Patienten nicht gefährden“, sagte er Mohamed Bouri, Leiter der REHAssist-Gruppe. „Unser System eröffnet Chirurgen neue Möglichkeiten für die Durchführung vierhändiger laparoskopischer Eingriffe, sodass eine einzelne Person eine Aufgabe erledigen kann, die normalerweise von zwei, manchmal auch drei Personen ausgeführt wird.“

Die als gemeinsame Kontrolle bekannte Robotik übernimmt manchmal die Steuerung des Instruments durch den Chirurgen, während sie vorhersagt, wohin der Chirurg sich bewegen möchte. Beim Binden eines Knotens passt sich das Endoskop beispielsweise in die richtige Position an und der Greifer könnte ausweichen.

„Die gleichzeitige Steuerung von vier Armen und darüber hinaus mit den Füßen ist keine Routine und kann ziemlich ermüdend sein. Um die Komplexität der Steuerung zu reduzieren, unterstützen die Roboter den Chirurgen aktiv, indem sie ihre Bewegungen mit denen des Chirurgen koordinieren, indem sie die Absicht des Chirurgen aktiv vorhersagen und die laparoskopischen Instrumente mithilfe der Kamera adaptive visuell verfolgen. Darüber hinaus werden Hilfestellungen zum genaueren Erfassen des Gewebes angeboten“, sagt Professorin Aude Billard, Leiterin des LASA.

„Durch die Integration fußgesteuerter Roboterassistenten und gemeinsamer Kontrollstrategien reduzieren wir die geistige und körperliche Belastung der Chirurgen und gehen davon aus, dass sich die chirurgischen Ergebnisse verbessern lassen“, sagte Bouri.

Die Ermöglichung einer vierarmigen laparoskopischen Chirurgie durch die Steuerung zweier Roboterassistenten über haptische Fußschnittstellen finden Sie unter 10.1177/02783649231180366

www.epfl.ch