Development and modeling of a colonoscopy robot
Kolonoskopi robotu geliştirilmesi ve modellenmesi
- Tez No: 651230
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EVREN SAMUR
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Makine Mühendisliği, Bioengineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 156
Özet
Kolon kanseri, diğer kanser türleri arasında ölüm oranı en yüksek olan ikinci kanser tipidir. Diğer kanser türlerine benzer olarak kolon kaseri için de erken teşhis, kanserin engellenmesi için hayati önem taşımaktadır. Kolonskopi kolon kanseri görüntülemesinde ve gerektiğinde kanserli dokunun alınmasında kullanılan en güvenilir metoddur. Konvensiyonel kolonoskoplar elle kuvvet uygulanarak ilerletilmektedir. Bu uygulama şekli kolon duvarına aşırı kuvvet uygulayarak hastada acı ve ağrıya ve bazı nadir durumlarda kolon perforasyonuna neden olabilmektedir. Hastaların kolonoskopi sırasında ve sonrasında yaşadığı rahatsızlık ve operasyon kaynaklı komplikasyon risklerinden dolayı istenen görüntüleme sıklığına ulaşılamamakta, ve bu da bireylerin kolon kanseri riskini artırmaktadır. Bu çalışmada operasyon kaynaklı riskleri azaltacak ve hasta rahatını iyileştirecek bir robotik kolonoskopi sistemi sunulmaktadır. Ayrıca bu sistem doktorlar için daha ergonomik bir çalışma ortamı sunmayı ve uzun süreli kolonoskopi kullanımı sonrası ortaya çıkan komplikasyonları engellemeyi amaçlamaktadır. Bu tez çalışmasında yeni bir kolonoskopi robotu geliştirilmiş olup özellikle in-vivo şaft tasarımı, kinematik ve quasi-statik modelleme, ve olası medikal kullanım için konseptin doğrulanma çalışmalarına odaklanılmıştır. Konsept, navigasyon ve pozisyon testleri ile büyük ölçekli bir prototip kullanılarak bir in-vitro test düzeneği üzerinde kanıtlanmıştır. Deneysel çalışma robotik kolonoskop sisteminin duvara uyguladığı kuvvetin konvensiyonel yönteme göre düşük olduğunu göstermiştir. Model sonuçları pozisyon testlerinde alınan ölçümlerle karşılaştırılmış ve belirli bir robot uzunluğuna kadar uyumlu oldukları gösterilmiştir. Bu tezde kavramsal kanıtlaması yapılan yumuşak ve uzayabilen bir robotun, gelecekteki çalışmalarda kolonoskopi uygulaması için kullanılma potensiyeli gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Colorectal cancer is the second leading mortality cause among all cancer types. Similar to the other cancer types, early detection plays a vital role in the prevention of mortality. Colonoscopy is an endoscopic method that is widely used to screen colon, and remove legions, which is considered to be the most reliable method for detecting colorectal cancer. Conventional colonoscopes are propelled and positioned manually. This operation presents the risk of colon perforation, and patient discomfort due to high reaction forces applied to the colon wall. The conventional approach also often emerges the problem of colonoscope shaft looping inside the convoluted colon that causes loss of haptic feedback from the tip. Due to these post-colonoscopy complications, scans are not performed as frequently as required to mitigate the risks. In this study, a novel robotic solution is proposed for colonoscopy operations that will reduce operational risk, and improve patient comfort which will have an impact to increase colonoscopy scan rate. The robotic system also aims to provide a more ergonomic working environment for the colonoscopist to reduce long term usage complications. This thesis focuses on the colonoscopy robot development; particularly the design of an in-vivo shaft, kinematics and quasi-static modeling of the robot, and a medical application scenario. An experimental study is performed to prove navigation and position control capabilities of the system using a large scale prototype. Experiments showed that wall reaction forces are considerably lower than the conventional colonoscopy. Positioning tests have demonstrated close correlation with a model estimate up to a certain robot body length. This thesis proves the concept of a growing soft robot that can be further developed to be used in colonoscopy in future studies.
Benzer Tezler
- Laduviglusib'un apoptotik hücre ölümü üzerine etkisinde otofajinin rolünün HCT-116 ve HT-29 hücrelerinde incelenmesi
Investigation of the role of autophagy in the effect of laduviglusib on apoptotic cell death in HCT-116 and HT-29 cells
İREM ECE VAHAP
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
BiyolojiMarmara ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AJDA ÇOKER GÜRKAN
- Kolonoskopi görüntülerindeki poliplerin evrişimli sinir ağları ile tespiti
Detecting polyps in colonoscopy images using convolutional neural networks
ERDEM EZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara Üniversitesiİş Analitiği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERT ERER
- Türk linyitlerine uygun pulverize kömür yakıcısının geliştirilmesi ve modellenmesi
Development and modeling of an appropriate pulverized coal burner for Turkish lignites
SEFA YALÇIN
Doktora
Türkçe
2017
EnerjiGebze Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER ŞEVKİ KONUKMAN
PROF. DR. ADNAN MİDİLLİ
- Electrocatalyst development and modeling of nonisothermal two-phase flow for PEM fuel cells
PEM yakıt pili için elektrokatalizör geliştirilmesi ve izotermal olmayan iki fazlı akışın modellenmesi
BERKER FIÇICILAR
Doktora
İngilizce
2011
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. İNCİ EROĞLU
- Jet insansız hava aracı için model tabanlı tasarım yaklaşımı ile benzetim modelinin oluşturulması ve deneysel doğrulanması
Development and experimental verification of a simulation model for jet uav with model based design approach
HALUK ALTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİKRET ÇALIŞKAN