Veiligheidsmarges op basis van patientspecifieke biomechanische modellen bij robotgesteunde minimaal invasieve chirurgie.

In de huidige systemen voor conventionele of robotgesteunde minimaal invasieve chirurgie worden de interactiekrachten tussen instrument en weefsel niet opgemeten. Dit gebrek aan informatie leidt tot ongewenste weefselschade. In dit project wordt een krachtmeetsysteem ontwikkeld en geïntegreerd in het robotchirurgisch systeem. Bovendien zal bij het interpreteren van deze opgemeten krachtinformatie rekening gehouden worden met het mechanisch gedrag van het gemanipuleerde weefsel, zodat informatie kan verkregen worden over de spanningen en rekken die geïnduceerd worden. Dit resulteert in intelligente krachtterugkoppeling aan de chirurg, bijvoorbeeld in de vorm van veiligheidsmarges, zodat onnodige weefselschade voorkomen wordt. Dit project omvat verschillende uitdagingen, waaronder het ontwerp van een compact en steriliseerbaar krachtmeetsysteem. Omdat veiligheidsmarges logischerwijze gedefinieerd worden op niveau van lokale weefselspanning en rek moeten de opgemeten instrumentkrachten en verplaatsingen hiernaar vertaald worden m.b.v. biomechanische modellen. O.w.v. de typische geometrische en mechanische variabiliteit van biologisch weefsel is het noodzakelijk om deze modellen patiënt-specifiek te maken. Bovendien moeten ze in staat zijn om de opgemeten kracht- en verplaatsingsinformatie in realtime te verwerken, ten einde intraoperatief continu relevante veiligheidsmarges aan de chirurg te kunnen verschaffen.

Trefwoorden:Robotic surgery, Finite element modeling, Teleoperation, Optical fibres, Haptic feedback, Safety thresholds

Disciplines:Biomechanica, Biologische systeemtechnologie, Biomateriaal engineering, Biomechanische ingenieurswetenschappen, Medische biotechnologie, Andere (bio)medische ingenieurswetenschappen, Controlesystemen, robotica en automatisatie, Ontwerptheorieën en -methoden, Mechatronica en robotica, Computertheorie