Oficjalne wydanie osiągnięć

Systematycznie opracowaliśmy system projektowania i rozwoju produktów dla robotycznych kleszczy chirurgicznych ze szczękami skupionymikliniczne zadania mechaniczne. Wykraczając poza proste klasyfikacje chwytaków, nożyczek i dysektorów, podzieliliśmy dodatkowo specjalistyczne konfiguracje szczęk dostosowane do dziesiątek konkretnych manewrów chirurgicznych, w tymdelikatne atraumatyczne chwytanie, mocne cofanie, ostre preparowanie, tępe oddzielanie i precyzyjna elektrokoagulacja. Dzięki innowacyjnej konstrukcji wiele funkcji (np. chwytanie + elektrokoagulacja, cięcie + odsysanie) zostało inteligentnie zintegrowanych w jednej końcówce instrumentu, co znacznie ogranicza śródoperacyjną wymianę narzędzi oraz poprawia płynność i skuteczność zabiegu.

Kontekst badań i rozwoju oraz kluczowe problemy

W przypadku skomplikowanych operacji z użyciem robota główni chirurdzy muszą wykonywać różnorodne manipulacje na tkankach, tak samo jak w przypadku zabiegów otwartych. Jednakże, ograniczone liczbą kanałów narzędzi, częste zmiany narzędzi zakłócają rytm zabiegu i wydłużają czas operacji. Konwencjonalne szczęki uniwersalne mają dylemat, który jest uniwersalny: niewystarczająca siła chwytania powoduje poślizg tkanki; zbyt ostre ząbki prowadzą do uszkodzenia tkanek; słaba wydajność sekcji; a brak skutecznej hemostazy wymaga dodatkowej zmiany na haki elektrokoagulacyjne lub urządzenia bipolarne. Chirurdzy są zmuszeni wielokrotnie przełączać się między instrumentami o ograniczonych funkcjonalnościach i nie mogą zapewnić płynnego przebiegu pracy, w którym jeden instrument wykonuje jeden etap chirurgiczny. Klinicznie istnieje pilne zapotrzebowanie na serięspecjalistyczne, wielofunkcyjne szczękiktóre dokładnie odpowiadają wymaganiom mechanicznym określonych działań chirurgicznych i integrują kluczowe funkcje pomocnicze.

Podstawowe innowacje technologiczne

Nasza innowacyjność polega nadekodowanie ruchu klinicznego i modułowa integracja funkcjonalna:

Projektowanie podzielone na zadania

• Drobne, atraumatyczne chwytaki: Należy zastosować szerokie, gładkie szczęki w kształcie łyżki lub płaskie, z dużą powierzchnią styku i niskim naciskiem, odpowiednie do chwytania delikatnych tkanek, takich jak jelita i naczynia krwionośne. Mikrowgłębienia na powierzchniach zwiększają przyczepność bez nakłuwania tkanki ostrymi ząbkami.
• Kleszcze odciągające/chwytające o dużej mocy: Grube, przeplatane ząbki o wysokiej twardości osadzone w szczękach zapewniają doskonałe właściwości antypoślizgowe, stosowane do cofania narządów, takich jak macica i żołądek, lub twardych tkanek powięziowych.
• Ostre nożyczki sekcyjne: Ultracienkie, ostre nożyczki z dwoma ostrzami i prostymi, zakrzywionymi lub zakrzywionymi krawędziami tnącymi do precyzyjnego cięcia tkanek. Niektóre konstrukcje integrują mikroelektrody, aby umożliwić cięcie z jednoczesną koagulacją.
• Tępe dysektory/rozpieracze: Końcówki szczęk zaokrąglone lub w kształcie kaczego dzioba, używane głównie do tępego oddzielania płaszczyzn tkanek w celu odsłonięcia pól chirurgicznych, a nie do cięcia.
• Wielofunkcyjny zintegrowany projekt
• Chwytaki bipolarne: Izolowane elektrody bipolarne są zintegrowane ze standardowymi szczękami chwytającymi, umożliwiając precyzyjną elektrokoagulację w czasie rzeczywistym w celu uzyskania hemostazy podczas chwytania tkanki -, uzyskując koagulację dokładnie w miejscu trzymania tkanki.
• Zintegrowane dysektory nawadniająco-ssące: Niezależne mikrokanały wewnątrz trzonków narzędzi łączą się z zewnętrznymi systemami irygacji i odsysania, umożliwiając miejscowe nawadnianie i usuwanie sączącej się krwi i dymu podczas sekcji tkanki, aby zachować dobrą widoczność chirurgiczną.
• Zintegrowane chwytaki z mikroostrzami: Chowane ostrza mikrochirurgiczne są ukryte po jednej stronie szczęk chwytających. Po uchwyceniu i uniesieniu tkanki ostrza wysuwają się, umożliwiając precyzyjne nacięcie, odpowiednie do zabiegów takich jak nacięcie przewodu żółciowego wspólnego.
• Optymalizacja ergonomiczna W przypadku długotrwałych operacji optymalizujemy moment bezwładności i rozkład ciężaru szczęk i wałów narzędzi. We współpracy z producentami systemów robotycznych udoskonalamy algorytmy dopasowujące do filtrowania drżenia pola operacyjnego i skalowania ruchu, umożliwiając bardziej naturalne i wolne od zmęczenia przekazywanie zamiarów operacyjnych chirurgów.

Mechanizmy działania

Podstawowym mechanizmem specjalizacji i integracji funkcjonalnej jest zmniejszenie obciążeń poznawczych i operacyjnych związanych z manipulacją chirurgiczną, przy jednoczesnej poprawie efektywności ruchu i bezpieczeństwa. Dzięki zoptymalizowanej geometrii szczęki, wymiarom, wzorom ząbkowania i twardości materiału, wyspecjalizowane konstrukcje zapewniają idealne efekty mechaniczne podczas interakcji z określonymi tkankami: stabilny chwyt przy minimalnym nacisku, aby zapobiec urazom, skuteczne oddzielanie tkanek w celu zwiększenia produktywności lub kontrolowane przenoszenie siły w celu zapewnienia precyzji. Chirurdzy nie muszą się już męczyć, aby kompensować ograniczenia instrumentu. Integracja funkcjonalna umożliwia ciągłą pracę związaną z ruchem poprzez fizyczne łączenie powiązanych ze sobą etapów. Na przykład dyskretny konwencjonalny przepływ pracyprzełącznik chwyć-zwolnij, aby koagulator-zlokalizuj obiekt docelowy-koagulujprzekształca się w ciągłe działaniechwytać-koagulować. Pozwala to nie tylko zaoszczędzić dziesiątki sekund czasu wymiany instrumentu, ale także pozwala uniknąć utraty pola widzenia i błędów w zmianie pozycjonowania spowodowanych zmianą narzędzia, zaostrzeniem rytmu zabiegu i skróceniem pętli decyzyjno-wykonawczej.

Weryfikacja skuteczności

Kliniczne badania porównawcze pokazują, że w przypadku radykalnej prostatektomii z użyciem robota użycie naszych atraumatycznych chwytaków o dużej powierzchni do manipulacji wiązkami nerwowo-naczyniowymi zapewnia statystycznie istotną poprawę czasu powrotu do zdrowia pooperacyjnego nietrzymania moczu i współczynnika zachowania erekcji. W robotycznej chirurgii przewodu pokarmowego chwytaki bipolarne z możliwością odsysania zmniejszają średnią śródoperacyjną wymianę narzędzi o 30% i skracają czas operacji o 15%. W przypadku naszych zintegrowanych chwytaków z mikronożyczkami chirurdzy mogą zakończyć chwytanie przewodu pęcherzyka żółciowego, rozwarstwianie i przecinanie bez zmiany narzędzi podczas cholecystektomii, co cieszy się dużym uznaniem za płynność operacyjną. Testy z wykrywaniem siły potwierdzają również, że wyspecjalizowane szczęki wymagają mniejszej siły operacyjnej do wykonywania zaprojektowanych zadań, a krzywe sprzężenia zwrotnego siły są gładsze i łatwiejsze do interpretacji.

Strategia i filozofia badań i rozwoju

Podtrzymujemy filozofię projektowania:Od operacji, po operacjęNasza strategia badawczo-rozwojowa ustanawia mechanizm klinicznego komitetu doradczego umożliwiającego dogłębną współpracę z wiodącymi na świecie chirurgami-robotami. Dekodujemy każdy ruch chirurgiczny i kliniczne informacje zwrotne od chirurgów, korzystając z logiki inżynierskiej, przekształcając je w możliwe do zaprojektowania i optymalizacji parametry inżynieryjne. Zamiast dążyć do instrumentów uniwersalnych, angażujemy się w rozwój portfolio narzędzi klasy eksperckiej, dzięki którym każda szczęka może wyróżniać się w swoim dedykowanym zastosowaniu. Wierzymy, że optymalna konstrukcja narzędzia pozwala chirurgowi ledwo zauważyć narzędzie podczas operacji, w pełni koncentrując się na samej operacji.

Perspektywa przyszłości

Idąc dalej, będziemy odkrywaćinstrumenty adaptacyjne i zautomatyzowane moduły przepływu pracy w chirurgii. Kierunki badań obejmują opracowanie adaptacyjnych systemów sprzężenia zwrotnego i kontroli nacisku szczęki, zapobiegających nadmiernemu chwytaniu; projektowanie inteligentnych instrumentów wykorzystujących sztuczną inteligencję, które automatycznie identyfikują rodzaje tkanek i zalecają lub stosują optymalną siłę chwytania i siłę koagulacji; oraz opracowywanie instrumentów makropoleceń, które wykonują standardowe połączone działania (np. zabezpieczają chwyt-rozwarstwienie-koagulację) za pomocą jednego kliknięcia poprzez głęboką integrację z zrobotyzowanymi systemami chirurgicznymi. Naszym ostatecznym celem jest ewolucja zrobotyzowanych narzędzi chirurgicznych w płynne, inteligentne rozszerzenie zdolności poznawczych i fizycznych chirurgów, wspólnie rozpoczynając nową erę chirurgii.