Design of a robot assisted minimally invasive surgical system for pituitary tumor surgery based on safety features
Hipofiz tümörü ameliyatı için güvenlik özellikleri temel alınarak robot yardımlı bir minimal invaziv ameliyat sistemi tasarımı
- Tez No: 631229
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 226
Özet
Bu çalışma bir yardımcı robotlu endonazal endoskopik ameliyat sistemi; NeuRoboScope, hipofiz bezi tümörü rezeksiyonu ameliyat system, tasarımı hakkındadır. Bu sistem bir pasif kol ve bir aktif koldan oluşmaktadır. Pasif kol aktif kolu ameliyat bölgesinde konumlandırırken aktif kol endoskopu ameliyat sırasında yönlendirerek cerraha yardımcı olur. Bu tezde söz konusu sistemde kullanılabilecek mekanik ve kontrol alanlarındaki güvenlik özelliklerine odaklanılmıştır. Robot yardımcılı minimal invaziv ameliyat sistemlerinin güvenliği artırıcı yöntemleri araştırılmıştır. Mevcut onyedi robot yardımcılı endoskop tutucu arasından onaltısı hipofiz bezi tümörü ve sinüs ameliyatlarında kullanılmıştır. Bu sistemlerin ilerleyip ameliyat odalarında yer bulmasında güvenlik en önemli kriterdir. Bu doğrultuda, NeuRoboScope sistemi için önerilen güvenlik özelliklerine doğrudan etkisi olan iki eniyileme yöntemi tasarım sırasında uygulanmıştır. Artıksıllık çözünümü yönetmini kullanan yeni bir eniyileme yöntemi önerildi. Pasif kolun bağlantı noktası konumu ve ilk uzvunun boyu en yüksek manipülabile edilebilirliğe ulşmak için, değiştirilmiş kondüsyon numarası ve pasif kolun empedans kısıtları gözetilerek, eniyilendi. Aktif kolun kısmi yerçekimi telafisi çalışıldı. En kompakt ve hafif kısmi yerçekimi yöntemi olarak üç adet spiral yay karşıt yay olarak kullanıldı. Partikül sürü eniyilemesi yöntemi kullanılarak tasarım parametreleri olan spiral yayın direngenliği ve öngerilme açısı eniyilendi. Sonuç olarak eyleyicilerin yükelerinin en az %66'sı telafi edildi.
Özet (Çeviri)
The study is on the designing a robot assisted endonasal endoscopic surgical system; NeuRoboScope, the pituitary tumor resection surgery system. This system comprises a passive and an active arm. The passive arm positions the active arm in the surgery zone while the active arm assists the surgeon by positioning the endoscope during the surgery. The focus of this thesis is the mechanical and control safety features that can be implemented in the system. The safety enhancement methods of robot assisted minimally invasive surgery systems are investigated. Among the seventeen robot assisted endoscope holders, sixteen of them have been implemented in pituitary tumor and sinus surgeries. Safety is the main criterion that advances the progress of these systems and places them in operation rooms. Accordingly, two optimization procedures have been applied during the design of the NeuRoboScope system that have a direct effect on the suggested safety features. A novel optimization technique is proposed by employing a redundancy resolution method. The most suitable fixing point of the passive arm and its first link length is optimized to achieve the maximum manipulability with restrictions imposed by a modified condition number index and impedance of the passive arm. The active arm's partial gravity compensation is studied. Three spiral springs are used as counter-springs as the most compact and lightweight partial gravity compensation method. Particle swarm optimization method is employed for the optimization of the design parameters: spiral spring stiffnesses and preload angles. Consequently, at least 66% of actuator loads are compensated.
Benzer Tezler
- Teleoperation system design of a robot assisted endoscopic pituitary surgery
Robot yardımlı endoskopik hipofiz ameliyatının teleoperasyon sistemi tasarımı
GİZEM ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE
- Development of surgical instruments for robot-assisted biportal endoscopic spine surgery (BESS)
Robot destekli biportal endoskopik omurga cerrahisi için cerrahi aletlerin geliştirilmesi
ARMANÇ KARAKOYUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSeoul National University of Science and TechnologyDR. ÖĞR. ÜYESİ KIM CHUNWOO
- Kinematics, dynamics, and integration of a redundant manipulator for laparoscopic robotic surgery
Artık serbestlik dereceli laparoskopik cerrahi robotunun kinematiği, dinamiği ve sistem bütünleştirilmesi
ALAA ALASSI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mekatronik MühendisliğiBahçeşehir ÜniversitesiAssist. Prof. Dr. MEHMET BERKE GÜR
- Development and control of a parallel endoscopic surgical robot platform for beating heart procedures
Atan kalp prosedürleri için paralel endoskopik cerrahi robot platformunun geliştirilmesi ve kontrolü
ONUR ERSOY
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. ÖZKAN BEBEK
- Compliant control of a teleoperated endoscope robot
Uzaktan yönlendirilen bir endoskop robotunun uyumlu denetimi
OĞULCAN IŞITMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET İSMET CAN DEDE