12
Robotonika – budoucnost neurochirurgie Autoři: Filip,Linzer,Kremr Neurochirurgické oddělení KNTB Zlín Vedoucí: Prim.Dr Filip Ph.D.

Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

  • Upload
    ulmer

  • View
    51

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?. Autoři: Filip,Linzer,Kremr Neurochirurgické oddělení KNTB Zlín Vedoucí: Prim.Dr Filip Ph.D. Cesta neurochirurgie k robotonice. V poslední čtvrtině 20 století nástup moderních technologií do neurochirurgie –snaha o co nejmenší zásah do mozkové tkáně - PowerPoint PPT Presentation

Citation preview

Page 1: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Autoři: Filip,Linzer,KremrNeurochirurgické oddělení KNTB ZlínVedoucí: Prim.Dr Filip Ph.D.

Page 2: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Cesta neurochirurgie k robotonice

V poslední čtvrtině 20 století nástup moderních technologií doneurochirurgie –snaha o co nejmenší zásah do mozkové tkáně

1.Operační mikroskop a vybavení- 70 léta2.Moderní zobrazovací metody (CT,MRI,sono) a jejich modality 80 léta3.Endoskopická neurochirurgie – 80 léta4.Navigační systémy (modifikace stereotaxe pomocí počítačových systémů) – předoperační 2D-3D zobrazení5.Peroperační zobrazovací systémy (MRI, Sono) – peroperační 2D- 3D zobrazení –reálný čas 6.Peroperační zobrazení funkčních oblastí mozkové tkáně ( funkční MRI,sono,floroskop)CAS-computer assisted surgery (4,5,6)

Page 3: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Příklady současných možností před a peroperačního zobrazení

3.Peroperační 3D UZ-AVM Peroperační MRI

2.Předoperační navigační systém

1.Stereotaxe

Page 4: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Definice robota pro chirurgiiA reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move material, parts, tools, or specialized devices through various programmed motions for the performance of a variety of tasks (Robot Institute of America, 1979)

Robot má tyto části:

1.Mechanickou: paže - schopnost kruhového pohybu ve 3 rovinách se sensory,které umožňuji komunikaci mezi robotem a okolím.

2.Systém(počítač),který umožňuje tato data zpracovat do užitečné činnosti.

V současné době schváleny FDA dva systémy

Systém Zeus( břišní a hrudní chirurgie) a da Vinci(kardiochirurgie)

Page 5: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Rozdíly mezi operatéry člověk-robot

Operatér neurochirurg

Výhody

Operatér robot

Výhody

Koordinace ruce –oči –vizuální kontrola Geometrická přesnost

Obratnost,šíkovnost Neúnavnost,libovolná opakovatelnost

Schopnost se přizpůsobit nové situaci Okamžitá možnost rozšířit o typ výkonu

Schopnost zkvalitnit výkon(studium,výcvik,zkušenosti)

Schopnost vstřebat a využívat množství informací

Správné rozhodnutí Kontrola pomocí různých sensorů(tlak,chemie atd.)

NevýhodyObratnost limitovaná zevními podmínkami(únava,zkušenosti atd.)

NevýhodyObratnost limitovaná neschopností vizuální kontroly

Náklonost k únavě a třesu Neschopnost rozhodnutí

Menší počet kvantitativních informací Pouze jednoduché úkony

Náklonnost k chybě a porušení sterility Ekonomicky náročné vybavení –zlepší robotonika významně výsledky například u glioblastomů ??

Page 6: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Výhody robotoniky oproti CAS

1.Přesně definovatelná opakovaně měřitelná trajektorie v 3 D zobrazení

2.Lepší zaměření a opakovatelnost cílení specifického bodu

3.Schopnost opakování stejného pohybu v libovolném čase

4.Schopnost opakovatelně provést přesný a cílený pohyb bez únavy a třesu s ním spojené.

5.reagovat rychle a automaticky na signály se senzorů-zábrana poškození okolní tkáně.

6.Schopost precizních mikropohybů s mikronástroji.

Page 7: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Technické principy ovládání robota

A.Kontrolní systém(Supervisory Controlled Robotonic system)

- chirurg naplánuje operaci a pouze dohlíží na její průběh,spojení offline

B.Telechirurgický systém(Robotic telechirurg system)– chirurg přímo ovlivňuje robota pomocí joystiku, spojení online

C.Systém sdílené kontroly(Shared control systém) - chirurg pomocí robota kontroluje pozici instrumentaria

Page 8: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?
Page 9: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?
Page 10: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?
Page 11: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Současnost a budoucnost neurochirurgické robotonikyPrvní robotem asistovaný výkon byl proveden v neurochirurgii v roce 1985

Kwoh YS, Hou J, Jonckheere EA, Hayathi S: A robot with improved absolute positioning accuracy for stereotactic brain surgery. IEEE Trans Biomed Eng 35:153-160, 1988

Neurochirurgické operace :Jednoduché výkony, biopsie atd v klinckém zkoušeníSložitější výkony na kadaverech

Budoucnost:Rozvoj nových technologií(zobrazovací,nanotechnologie,MEMS,umělá inteligence)Spojení výhod člověka a stroje.

Page 12: Robotonika – budoucnost neurochirurgie ?

Použitá literaturaIn Touch with Robotics: Neurosurgery for the FutureNathoo, Narendra M.D., Ph.D.; Çavuşoğlu, M Cenk Ph.D.; Vogelbaum, Michael A. M.D., Ph.D.; Barnett, Gene H. M.D.Neurosurgery: Volume 56(3) March 2005 pp 421-433

NeuRobot: Telecontrolled micromanipulator system for minimally invasive microneurosurgery-Preliminary results . Hongo K, Kobayashi S, Kakizawa Y, Goto T, Okudera H, Kan K, Fujie MG, Iseki H, Takakura K Neurosurgery 51:985-988, 2002.

Robot-assisted Thoracoscopic Resection of a Benign Mediastinal Neurogenic Tumor: Technical NoteRuurda, Jelle P. M.D.; Hanlo, Patrick W. M.D., Ph.D.; Hennipman, Adriaan M.D., Ph.D.; Broeders, Ivo A.M.J. M.D, Ph.D.Department of Surgery, University Medical Center Utrecht, Utrecht, The Netherlands Neurosurgery: Volume 52(2) February 2003 pp 462-464

Zadeh L: Fuzzy sets. Information Control 8:338-353, 1965. Zadeh L: Outline of a new approach to the analysis of complex systems. IEEE Trans Syst Man Cybern 3: 28-44, 1973. Kwoh YS, Hou J, Jonckheere EA, Hayathi S: A robot with improved absolute positioning accuracy for stereotactic brain surgery. IEEE Trans Biomed Eng 35:153-160, 1988.