设计和验证一个紧的同心管机器人用于皮肤穿透性利切除术
Navid Feizi1, Filipe C Pedrosa2, Ruisi Zhang3
1Canadian Surgical Technologies and Advanced Robotics (CSTAR), London Health Sciences Centre (LHSC), London, ON N6A 5A5, Canada, and with the School of Biomedical Engineering, Western University, London, ON N6A 3K7, Canada, at the time of this work; supervisor: R.V. Patel. He is currently with the Department of Radiology at Brigham and Women's Hospital, and Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.
IEEE transactions on medical robotics and bionics
|December 25, 2025
概括
这项研究介绍了一种设计用于皮肤穿透性瘤切除术 (PCNL) 的紧型同心管机器人 (CTR). 这种新的设计增强了人体工程学,并实现了精确的石头去除导航,性能优于标准的外科工具.
科学领域:
- 医疗机器人 医疗机器人
- 最少侵入性的手术
- 泌尿器科设备 泌尿器科设备
背景情况:
- 同心管机器人 (CTR) 为最少侵入性手术提供了灵活性.
- 现有的CTR设计缺乏针对手术仪器应用的特异性.
- 穿皮瘤切除术 (PCNL) 需要专门的,人体工程学的工具.
研究的目的:
- 提出一个专门为PCNL设计的紧型CTR.
- 为了增强人体工程学控制手持和机器人手臂安装操作.
- 为了验证CTR在PCNL的石头清除性能.
主要方法:
- 基于平行车的设计被采用,以尽量减少CTR的足迹.
- 与泌尿科医生和非临床医生一起进行了人体工程学评估.
- 使用已解决的运动速率逆动力学实现了闭环位置控制.
- 性能测试是在真人尺寸的腹部幻影上进行的.
主要成果:
- CTR具有减少的横截面足迹 (直径46毫米) 和局部化的质量中心,以改善人体工程学.
- 人体工程学评估表明,与标准PCNL设备相比,操作性能更好.
- 在自主导航期间,实现了1.2±0.8毫米的闭环位置平均误差.
- 该CTR表现出适合PCNL要求的性能.
结论:
- 拟议的紧型CTR设计非常适合PCNL应用.
- 机器人提供了更好的人体工程学和精确的控制泌尿器科的程序.
- 这种CTR设计推进了机器人技术在微创手术中的功能应用.
