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
- Tez No: 696078
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. ÖZKAN BEBEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 80
Özet
Minimal İnvaziv Robotik Cerrahi, gelişmiş robotik aletlerle küçük kesiler yapılarakgerçekleştirilen ameliyatlara odaklanan bir daldır. Bu gelişmiş araçların ve kon-trol metodlarının avantajlarını kullanarak robot destekli koroner aorta bypass greftameliyatları gibi zor olan müdahaleler sunulmuştur. Atan bir kalp üzerinde ameliyatyapmak, kalbin dinamikleri karmaşık ve hızlı olduğu için, yüksek hassasiyet ve yüksekfrekanslı hareket gerektirir. Bu tezde atan kalp üstünde ameliyat yapması amaçlanan,5 serbestlik dereceli paralel endoskopik bir robot olan, Özyeğin Cerrahi Robot Plat-form'unun (OSI) tasarımı, modellenmesi ve kontrolü sunulmaktadır. Robot, kalpatışının dinamiklerine uygun olması adına yüksek hareket bant genişliğinde çalış-mak üzere tasarlanmıştır. Hareket takibini gerçekleştirmek için 3 alt mekanizma inşaedilmiştir. Bu kademeler 2 paralel mekanizma olan, 3 serbestlik dereceli ve 2 serbest-lik dereceli, ve bu mekanizmaların uç elemanlarına yerleştirilen 3 serbestlik derecelicerrahi alet yerleştirilmiştir. Robot kinematik olarak kalibre edilmiştir ve cerrahialetin uç eleman pozisyonunu tam olarak elde etmek için kinematik hesaplamalarıyapılmıştır. Kontrol algoritmalarının gürbüzlüğünü arttırmak için dinamik sisteminyerçekimi telafisi modellenmiştir. Sürtünme telafisi, deney içindeki bir bozunum gö-zleyicisi (DOb) kullanılarak modellenmiştir. Bir tork telafili PID kontrolcü ve PIDdestekli bir tepki kuvveti gözleyici (RFOb) uygulanmış ve test edilmiştir. Atan birkalp modeli kullanılarak robotun performansı değerlendirilmiş ve sonuçlar sunulmuş-tur.
Özet (Çeviri)
Minimally Invasive Robotic Surgery focuses on performing surgeries using advancedrobotic tools through small incisions. Taking advantage of these advanced tools andcontrol methods, challenging surgeries such as robotic assisted coronary artery bypassgraft surgeries are proposed. Operating on a beating heart requires high precisionand high bandwidth motion due to fast and complex dynamics of the heart. In thisthesis, the design, modelling and control of the parallel endoscopic 5-DOF robot,named Özyeğin Surgical Robot Platform (OSI), aimed for beating heart proceduresis presented. The robotic system consists of 3 sub-mechanisms which are constructedto realize motion tracking. These stages consist of 2 parallel mechanisms with 3-DOF and 2-DOFs, and a 3-DOF surgical instrument attached to parallel mechanismsend-effectors. The robot is kinematically calibrated and calculations are performedto obtain the end-effector position of the surgical tool precisely. To improve con-trol algorithms robustness, gravity compensation of the dynamic system is modelled.Friction compensation is experimentally modelled and identified using a disturbanceobserver (DOb) for all of the axes. A torque compensated PID controller and a reac-tion force observer (RFOb) with PID is implemented and tested on the platform. Abeating heart phantom is used to evaluate the performance of the robot and resultsare presented
Benzer Tezler
- GPU tabanlı paralel hesaplama tekniği ile LED tabanlı ve DMD Uygulamalı yapılandırılmış aydınlatma kullanan bir görüntüleme sisteminin oluşturulması
Development of an imaging system using LED based and DMD applied structured illumination with GPU based parallel computing
MUSA AYDIN
Doktora
Türkçe
2020
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BUKET DOĞAN
PROF. DR. ALPER KİRAZ
- 3 boyutlu yazıcı ile basılmış, odak ayarlı kolajen katkılı zarlı mikro akışkan mercek
A 3D-printed tunable fluidic lens with collagen-enriched membrane
ESAT CAN ŞENEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ONUR FERHANOĞLU
- Adenoid hipertrofisinin maksillofasiyal gelişim üzerine etkilerinin objektif fotoğrafik analizlerle araştırılması
Analysıng of the effects of adenoıd hypertrofy on maksıllofacıal development by objectıve fotographıc analysıs
ÇİĞDEM FIRAT KOCA
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2011
Kulak Burun ve Boğazİnönü ÜniversitesiKulak Burun Boğaz Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAMER ERDEM
- Gayrimenkul geliştirmede finansman, para yönetimi, karlılık analizi ve Türkiye değerlendirilmesi
Financing, managing money, profitability analaysis and Turkey evalauation for real estate development
CENGİZ FOAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
İşletmeİstanbul Teknik ÜniversitesiGayrimenkul Geliştirme Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AZİME TEZER
- Paralel mekanizmalı ayak bileği rehabilitasyon robotu üzerinde kontrol stratejilerinin geliştirilmesi ve uygulanması
Development and implementation of control strategies on a parallel mechanism ankle rehabilitation robot
MUSTAFA ŞİNASİ AYAS
Doktora
Türkçe
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI ALTAŞ