Sterowanie trajektorią narzędzia robota przy pomocy zadajnika haptycznego w operacjach stereotaktycznych mózgu

Nowoczesna medycyna daje pole do wykorzystania różnego rodzaju robotów. Jednym z istotnych zagadnień związanych z robotyką medyczną jest wykorzystanie robotów na salach operacyjnych do wspomagania operacji chirurgicznych. Przy ich projektowaniu konieczne jest uwzględnienie specyficznych potrzeb obszaru chirurgii, w jakim będzie stosowany dany robot. Roboty chirurgiczne wymagają również specyficznego sposobu programowania. Nie jest możliwe, aby wykonywały jedynie wcześniej zaplanowane programy. Dlatego należy stosować programowanie w czasie rzeczywistym. Robot wspomagający operację chirurgiczną może być sterowany przez chirurga przy pomocy zadajnika haptycznego. Jest to układ master-slave, gdzie jako master występuje zadajnik haptyczny z zamontowanym narzędziem, którym porusza chirurg, natomiast jako slave robot wspomagający operację, na ramieniu którego jest zamontowane narzędzie chirurgiczne. W celu zbadania zagadnień związanych ze sterowaniem robotem do zastosowania w neurochirurgii zbudowano demonstrator obejmujący urządzenie haptyczne, robota przemysłowego, kamery oraz komputery, których zadaniem jest komunikacja pomiędzy elementami układu i użytkownikiem oraz przetwarzanie danych. W artykule tym omówiono sterowanie pozycją narzędzia umieszczonego na robocie przy pomocy ruchów urządzenia haptycznego zadawanych przez osobę sterującą, czyli w przypadku zastosowań medycznych chirurga. Opisano matematyczne i programistyczne aspekty sterownia pozycją. Omówiono rolę poszczególnych elementów systemu w procesie zadawania trajektorii oraz sposób komunikacji między nimi. Uwzględniono niektóre z warunków bezpieczeństwa, jakie muszą być spełnione w przypadku zastosowań robota w chirurgii. Opisane zagadnienie jest częścią większego systemu służącego do badań nad zastosowaniem robotów w neurochirurgii.