In Silico ανάπτυξη πρότυπου σταθμού διασύνδεσης αρθρωτών μικρορομπότ για χρήαη στη μικρορομποτική χειρουργική

Abstract

Τα τελευταία 30 χρόνια η χειρουργική έχει γνωρίσει τεράστια εξέλιξη. Τη δεκαετία του ’90 η ανοιχτή χειρουργική άρχισε σταδιακά να αντικαθίσταται από τη λαπαροσκοπική χειρουργική ανοίγοντας έτσι το δρόμο για την ελάχιστα επεμβατική χειρουργική. H είσοδος της ρομποτικής στα χειρουργεία, όπου ο ρόλος της συμπληρωματικός στο ρόλο του γιατρού, πραγματοποιείται λίγο πριν με το Puma 560, το Neuromate, το Probot και το Aesop. Σε αυτές τις περιπτώσεις τα ρομπότ χρησιμοποιούνται για ειδικές διαδικασίες χωρίς να αντικαθιστούν το γιατρό. Η ουσιαστική επανάσταση στη χειρουργική πραγματοποιήθηκε το 2001 με την είσοδο στα χειρουργεία του συστήματος ΖΕΥΣ για εκπαιδευτικούς σκοπούς και στη συνέχεια του Da Vinci που σήμερα πλέον χρησιμοποιείται ευρέως . Η natural orifice transluminal endoscopic surgery NOTES είναι μία τεχνική χειρουργικής η οποία αναπτύσσεται την τελευταία δεκαετία και η οποία έχει τεράστιο ερευνητικό ενδιαφέρον. Η NOTES προτείνει την είσοδο των ενδοσκοπίων και των χειρουργικών εργαλείων από τις φυσικές οπές του σώματος (ουρήθρα, πρωκτός , στόμα, κόλπος). Για την ανάπτυξη της NOTES έχουν σχεδιαστεί ειδικά ενδοσκόπια πολλαπλών αυλών και εξειδικευμένα χειρουργικά εργαλεία. Ενδιαφέρον παρουσιάζει η υποβοήθηση της NOTES από ρομποτικά συστήματα, όπως το Da Vinci, καθώς επίσης και από εξειδικευμένα απεικονιστικά συστήματα όπως η 3D ανακατασκευή εικόνας από MRI,CT και η επαυξημένη πραγματικότητα. Η τεχνική NOTES αφορά και τη μικρορομποτική χειρουργική η οποία με τα προγράμματα MAGS και ARAKNES προτείνουν πρωτοποριακές τεχνικές. Ειδικότερα για το πρόγραμμα ARAKNES για την αντιμετώπιση ορισμένων βασικών προβλημάτων λειτουργίας του που αφορούν κυρίως θέματα τροφοδοσίας , στήριξης , εργονομίας και στα πλαίσια αυτής της διπλωματικής εργασίας προτείνεται ο σχεδιασμός “σταθμού εργασίας’ . Αυτό το docking station έχει τη δυνατότητα να παρέχει πηγή τροφοδοσίας, στήριξη και επίσης να παίρνει διάφορα χαρακτηριστικά σχήματα ούτως ώστε να προσαρμόζεται στις εκάστοτε απαιτήσεις.

The last 30 years surgery has witnessed tremendous progress. In the '90s the open surgery was gradually replaced by laparoscopic surgery thus paving the way for minimally invasive surgery. The input of robotics in surgery, where its role is complementary to the role of the physician, made shortly before the puma 560, the Neuromate, the Probot and Aesop. In these cases the robots are used for specific procedures and not to replace the doctor. The real revolution in surgery was achieved in 2001 with the entry of the system ZEUS for educational purposes in the operating rooms and then the Da Vinci which is now widely used. The natural orifice transluminal endoscopic surgery NOTES is a surgical technique which was developed in the last decade and has enormous research interest. NOTES proposes the entry of endoscopes and surgical tools from the natural openings of the body (urethra, rectum, mouth, vagina). For the development of NOTES there have been designed endoscopes multiple lumens and specialized surgical instruments. A big impression is caused by the enhancement of NOTES by robotic systems, such as Da Vinci, as well as specialized imaging systems such as 3D reconstruction image from MRI, CT and augmented reality. The NOTES technique involves micro robotics surgery which with the programs MAGS and ARAKNES propose innovative techniques. Specifically for the confrontation of some vital working problems for the ARAKNES program which especially concern power issues, support and ergonomics, this thesis proposes the design of "workstation". This docking station has the potential to provide power supply, support and also features various forms it takes in order to adapt to individual requirements.