New tools for medical robots

During last two decades minimally invasive surgery (MIS) has become the principal method for many surgical operations. Contrasting open surgery, MIS only needs small incisions in the patient`s body. This leads to a radical reduction of tisue trauma and therefore shorter healing times. In the begining surgeons had to manage with limited manipulations area of the endeffector and poor visual feedback. These drawbacks were overcome by introduction of dedicated robotics systems. Despite the advantages the systems offer, there are also needs of surgeons that have not been met. The most essential issue is the lack of sensitive force feedback. This often leads to unpleasant side effects like damaging thread material or even lacerating healthly tissue. Is results in fatigue of the operator, due to visual compensation of the missing haptic feedback. Inclusion of force feedback in systems for robotic surgery is thus a fundamental factor in improving reaction to tissue contact. The main target is to provide the surgeon with an operation environment very similar to manual instrumental surgery (i.e. the surgeon can feel forces exerted on the instruments). For that reason some examples of work done by the different research centers in this field are presented.

W ciągu minionych dwudziestu lat chirurgia minimalnie inwazyjna (MIS) stała się podstawową metodą dla większości operacji chirurgicznych. W stosunku do tradycyjnej chirurgii MIS wymaga wykonania kilku niewielkich otworów w ciele pacjenta. To skutkuje w zmniejszeniu bólu i urazów pacjenta oraz szybkim powrotem do zdrowia. Poczatkowo chirurdzy musieli zmagać się z ograniczonym polem operacyjnym narzędzi oraz niedostateczną widocznością tego pola. Te przeciwności zostały pokonane przez wprowadzenie specjalistycznych zrobotyzowanych systemów. Oprocz zalet jakie posiadają te systemy, istnieje szereg niespełnionych jeszcze oczekiwań chirurgów. Podstawowym problemem jest brak sprężenia zwrotnego siły wywieranej przez chwytak. Prowadzi to często do niepożądanych skutków ubocznych przejawiających się w zniszczeniu nici chirurgicznych lub zdrowej tkanki. Prowadzi to do zmęczenia chirurga wywołanego wytężoną obserwacją narzędzi będącą skutkiem braku odczuwania siły nacisku. Włączenie sprężenia zwrotnego siły w układzie robota chirurgicznego jest więc podstawowym czynnikiem poprawiającym kontakt z operowana tkanką. Głównym zadaniem projektowym jest zapewnienie chirurgowi podobnych warunków na polu operacyjnym jak do operacji wykonywanych ręcznie (tzn. odczuwania sił wywieranych na instrumenty). Przedstawiono wyniki prac nad wykonaniem takich narzędzi przez kilka ośrodków badawczych.