📄Работа №80522
Тема: Мобильный роботизированный хирургический комплекс
Тип работы
Магистерская диссертация
Предмет
медицина
Объем:
93 листов
Год:
2017
Просмотров:
440
5700
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
ВВЕДЕНИЕ 3
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Роботизированная хирургия 6
1.2 Виды роботов применяющихся в медицине 7
1.3 Преимущества, недостатки и перспективы роботизированной хирургии 13
1.4 Цели и задачи работы 19
1.5 Патентный поиск 20
2. РАЗРАБОТКА ЛИНЕЙКИ РОБОТИЗИРОВАННЫЕ ХИРУРГИЧЕСКИХ
ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАПАРОСКОПИЧЕСКИХ МАЛОИНВАЗИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ, АНАЛОГИЧНЫХ ИНСТРУМЕНТАМ ENDO WRIST 27
2.1 Конструкция роботизированных хирургических инструментов 27
2.2 Технологическая новизна роботизированных хирургических инструментов 39
2.3 Испытательный стенд для проведения испытаний роботизированных
хирургических инструментов 49
3. ИНТЕГРАЦИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ХИРУРГИЧЕСКИХ
ИНСТРУМЕНТОВ С ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ 53
3.1 Токсикологические испытания роботизированных хирургических
инструментов 54
3.2 Приемочные (технические испытания) роботизированных хирургических
инструментов 59
3.3 Интеграция роботизированных хирургических инструментов с
промышленным роботом, как мобильный ассистирующий комплекс для проведения оперативных хирургических вмешательств 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Роботизированная хирургия 6
1.2 Виды роботов применяющихся в медицине 7
1.3 Преимущества, недостатки и перспективы роботизированной хирургии 13
1.4 Цели и задачи работы 19
1.5 Патентный поиск 20
2. РАЗРАБОТКА ЛИНЕЙКИ РОБОТИЗИРОВАННЫЕ ХИРУРГИЧЕСКИХ
ИНСТРУМЕНТОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАПАРОСКОПИЧЕСКИХ МАЛОИНВАЗИВНЫХ ОПЕРАЦИЙ, АНАЛОГИЧНЫХ ИНСТРУМЕНТАМ ENDO WRIST 27
2.1 Конструкция роботизированных хирургических инструментов 27
2.2 Технологическая новизна роботизированных хирургических инструментов 39
2.3 Испытательный стенд для проведения испытаний роботизированных
хирургических инструментов 49
3. ИНТЕГРАЦИЯ РОБОТИЗИРОВАННЫХ ХИРУРГИЧЕСКИХ
ИНСТРУМЕНТОВ С ПРОМЫШЛЕННЫМ РОБОТОМ 53
3.1 Токсикологические испытания роботизированных хирургических
инструментов 54
3.2 Приемочные (технические испытания) роботизированных хирургических
инструментов 59
3.3 Интеграция роботизированных хирургических инструментов с
промышленным роботом, как мобильный ассистирующий комплекс для проведения оперативных хирургических вмешательств 69
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 76
ПРИЛОЖЕНИЕ
📖 Введение
В 1990-х мы стали свидетелями так называемой лапароскопической революцию, в которой множество операций были приспособлены от традиционной открытой хирургии к технике минимального доступа, в которой операции на внутренних органах проводят через небольшие (обычно 0,5—1,5 см) отверстия. Более короткий срок госпитализации, сниженная послеоперационная боль, низкая частота раневых инфекции, и более приемлемые косметические результаты сделали операции, такие как лапароскопическая холецистэктомия, стандартом лечения желчнокаменной болезни. Благоприятные результаты данных операций побудили хирургов к разработке малоинвазивных методов для большинства хирургических процедур. Однако, многие процедуры оказались достаточно сложными для применения лапароскопии из-за технических ограничений, присущих данному типу операций. Наиболее известные из них — отсутствие тактильной обратной связи, ограничение движений хирурга техническими возможностями рабочего инструмента (у рук хирурга 7 степеней свободы, а у лапароскопических манипуляторов — 4), отсутствие трехмерного изображения, мешающее координации и снижающее маневренность. А при ряде манипуляций много дискомфорта приносит зеркальность изображения, что приводит к дискоординации движения рук и глаз оперирующего хирурга. В какой- то момент, рост лапароскопической хирургии достиг пика своего развития, и казалось, что только новый технологический скачок может стимулировать дальнейшее его развитие.
Прошедшие 20 лет вызвали революционные изменения в хирургической технике и технологии, что послужило началом развития нового поколения хирургической техники и инструментария, разработку новых технологий на пути создания различных медицинских приборов и усовершенствований.
На переднем крае этой новой эры находится фирма Intuitive Surgical (США), разработавшая хирургическую систему da Vinci®, которая рассматривалась в качестве основного объекта-аналога в рамках проводимых разработок. Система da Vinci снабжена инструментами с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы, трехмерной интуитивной визуализацией, и создает эргономический комфорт. Эти новшества создали предпосылки для минимально инвазивного выполнения сложных операций в различных областях хирургии. Фирма Intuitive Surgical является монополистом в области хирургических роботов и инструмента. Робот и инструмент da Vinci патентно защищены. А их стоимость превышает сто миллионов рублей.
В США и Европе роботизированные операции выполняются у 90% больных раком простаты. Более 3 000 роботизированных хирургических комплексов da Vinci обслуживают медицинские учреждения всего Мира. В России более 25 ед. роботизированных хирургических комплексов. Стоит отметить, что инструмент для робота хирурга является расходным материалом и его ресурс рассчитан на 10 операций, так заложено в программе, а стоимость обязательного ежегодного обслуживания хирургических комплексов превышает 5 миллионов рублей.
Аппарат Да Винчи можно назвать витком развития лапароскопии. Это малоинвазивный метод с большой точностью проведения операций. Но в настоящее время робота Да Винчи используют преимущественно в сложных и критических для здоровья больного случаях. Зачастую это связано с относительно большой стоимостью самих операций. Всему этому способствует несколько причин, влияющие на цену операции с помощью робота Да Винчи
1. Цена аппарата Да Винчи.
Цена на робот Да Винчи зависит от его модификации и колеблется от $600 000 до $2 500 000. В настоящее время существует три разновидности системы Да Винчи: S/Sie, Si и Xi, последняя система самая совершенная и дорогая, что сказывается на стоимость операций данной хирургической системой - Данные компании IS, Inc . В связи с этим данный аппарат можно отнести к очень дорогостоящему оборудованию. Зачастую, клиникам приходится искусственно поднимать цены на операции, чтобы окупить стоимость такого аппарата.
2. Стоимость дополнительного оборудования.
Выполнение операций с помощью робота Да Винчи подразумевает использование специального оборудования, которое впоследствии не может быть использовано повторно. Но в целом, цена расходного материала на операцию колеблется в диапазоне $1,500 - $2 300.
3. Годовое обслуживание.
Так как система Да Винчи относится к сложному медицинскому оборудованию, то и реализуется оно только договором сервисного обслуживания данного робота. Цена является довольно высокой и составляет от $100 000 до $170 000.
4. Обучение персонала.
Высокая технологичность данного аппарата требует наличие высококвалифицированного персонала. И даже если эту систему можно назвать роботом, то самостоятельных решений хирургическая система Да Винчи не принимает. И присутствие опытного хирурга, владеющего навыками работы с Да Винчи, просто необходимо. Так как обучение происходит в Европейских медицинских центрах, то финансовые затраты весьма велики и доступны далеко не всем клиникам. Среднее количество операций, которые персоналу необходимо пройти для обучения - 70-80. При этом стоимость колеблется в районе $200 000 - $250 000.
С начала 21-го века, появление инновационных технологий сделало возможным дальнейшее развитие малоинвазивной хирургии. Роботизированная хирургия позволила преодолеть ограничения лапароскопических процедур. Ожидается, что роботизированная хирургия составит основу дальнейшего развития хирургии в целом. Предполагается, что в будущем практически все операции могут быть и будут выполнены с помощью роботизированной хирургии.
Прошедшие 20 лет вызвали революционные изменения в хирургической технике и технологии, что послужило началом развития нового поколения хирургической техники и инструментария, разработку новых технологий на пути создания различных медицинских приборов и усовершенствований.
На переднем крае этой новой эры находится фирма Intuitive Surgical (США), разработавшая хирургическую систему da Vinci®, которая рассматривалась в качестве основного объекта-аналога в рамках проводимых разработок. Система da Vinci снабжена инструментами с искусственными запястьями, имеющими семь степеней свободы, трехмерной интуитивной визуализацией, и создает эргономический комфорт. Эти новшества создали предпосылки для минимально инвазивного выполнения сложных операций в различных областях хирургии. Фирма Intuitive Surgical является монополистом в области хирургических роботов и инструмента. Робот и инструмент da Vinci патентно защищены. А их стоимость превышает сто миллионов рублей.
В США и Европе роботизированные операции выполняются у 90% больных раком простаты. Более 3 000 роботизированных хирургических комплексов da Vinci обслуживают медицинские учреждения всего Мира. В России более 25 ед. роботизированных хирургических комплексов. Стоит отметить, что инструмент для робота хирурга является расходным материалом и его ресурс рассчитан на 10 операций, так заложено в программе, а стоимость обязательного ежегодного обслуживания хирургических комплексов превышает 5 миллионов рублей.
Аппарат Да Винчи можно назвать витком развития лапароскопии. Это малоинвазивный метод с большой точностью проведения операций. Но в настоящее время робота Да Винчи используют преимущественно в сложных и критических для здоровья больного случаях. Зачастую это связано с относительно большой стоимостью самих операций. Всему этому способствует несколько причин, влияющие на цену операции с помощью робота Да Винчи
1. Цена аппарата Да Винчи.
Цена на робот Да Винчи зависит от его модификации и колеблется от $600 000 до $2 500 000. В настоящее время существует три разновидности системы Да Винчи: S/Sie, Si и Xi, последняя система самая совершенная и дорогая, что сказывается на стоимость операций данной хирургической системой - Данные компании IS, Inc . В связи с этим данный аппарат можно отнести к очень дорогостоящему оборудованию. Зачастую, клиникам приходится искусственно поднимать цены на операции, чтобы окупить стоимость такого аппарата.
2. Стоимость дополнительного оборудования.
Выполнение операций с помощью робота Да Винчи подразумевает использование специального оборудования, которое впоследствии не может быть использовано повторно. Но в целом, цена расходного материала на операцию колеблется в диапазоне $1,500 - $2 300.
3. Годовое обслуживание.
Так как система Да Винчи относится к сложному медицинскому оборудованию, то и реализуется оно только договором сервисного обслуживания данного робота. Цена является довольно высокой и составляет от $100 000 до $170 000.
4. Обучение персонала.
Высокая технологичность данного аппарата требует наличие высококвалифицированного персонала. И даже если эту систему можно назвать роботом, то самостоятельных решений хирургическая система Да Винчи не принимает. И присутствие опытного хирурга, владеющего навыками работы с Да Винчи, просто необходимо. Так как обучение происходит в Европейских медицинских центрах, то финансовые затраты весьма велики и доступны далеко не всем клиникам. Среднее количество операций, которые персоналу необходимо пройти для обучения - 70-80. При этом стоимость колеблется в районе $200 000 - $250 000.
С начала 21-го века, появление инновационных технологий сделало возможным дальнейшее развитие малоинвазивной хирургии. Роботизированная хирургия позволила преодолеть ограничения лапароскопических процедур. Ожидается, что роботизированная хирургия составит основу дальнейшего развития хирургии в целом. Предполагается, что в будущем практически все операции могут быть и будут выполнены с помощью роботизированной хирургии.
✅ Заключение
Проведенные исследования определяют наличие следующих тенденций и потенциальных возможностей в рамках реализации проекта развития медицинской промышленности в области хирургических роботов на базе использования современных и перспективных технологий и материалов:
- определено, что в настоящее время в России относительно США, Израиля и ряда стран Европы крайне слабо представлены хирургические услуги с использованием роботассистированной техники. Следствием данной ситуации в отечественной медицине становится значительное отставание по ряду медицинских показателей: смертности от сердечно - сосудистых и урологических заболеваний, после операционным периодом реабилитации.
- установлено, что передовой системой в области роботассистированной медицины является система робот Да Винчи выпускаемая американской компании Intuitive Surgical;
- установлено, что компания Intuitive Surgical является единственным производителем системы робот Да Винчи
- главное препятствие в развитии роботассистированной хирургии в мире и в России - высокая стоимость данной услуги.
- установлен основной типовой перечень материалов, использующихся при изготовлении роботассистированных систем в России и за рубежо;
- внутреннее производство сырья, использующегося при изготовлении деталей хирургических роботов (титан, алюминий, конструкционная нержавеющая сталь) в значительной степени опережает внутренне потребление. Это определяет перспективы использования рассматриваемых материалов при изготовлении деталей хирургических роботов в России;
Подводя итоги анализа использования робототехники в хирургии, возможно выделить следующие области ее применения:
- грудная хирургия и кардиохирургия — выделение внутренней грудной
артерии, восстановление митрального и трехстворчатого клапанов, установка электрода для бивентрикулярной ресинхронизации,
трансхиатальная эзофагэктомия, биопсия и резекция легких, пульмонэктомия;
— сосудистая хирургия — восстановительные операции на грудной аорте и крупных сосудах, на брюшной аорте, аортобедренное шунтирование;
— гинекология — репродуктивная хирургия (реанастомоз маточных труб, миомэктомия, аблация эндометрия, транспозиция яичника, лигирование маточных труб), реконструктивная тазовая хирургия (операция Burch, крестцовая кольпопексия), общая гинекология (гистерэктомия, удаление дермоидной кисты, аднексэктомия, саль-пингэктомия);
— абдоминальная хирургия — бариатрия, герниопластики, фундопликация, резекции печени, поджелудочной железы; резекции желудка, тонкой, ободочной и прямой кишки, холецистэктомия, симпатэктомия, реконструктивные операции;
— урология — простатэктомия, нефрэктомия, цистэктомия, адреналэктомия, орхиэктомия, забор почки у живого донора для трансплантации.
При использовании робототехники возникает минимальное количество осложнений: менее 1% инфицирования раны или формирования грыжи, нарушений функции кишечника, ранений кишки, мочевого пузыря и уретры, которые требуют дополнительных операций, менее 1% кровотечений, образования гематом и необходимости переливания крови.
С учетом довольно высокой стоимости комплекса да Винчи (приблизительно 3 млн. евро.) его использование оправдано в крупных многопрофильных высокотехнологичных хирургических центрах, где лечат больных со сложными неординарными заболеваниями.
Безусловно, все пациенты не могут быть оперированы с использованием робототехники. В связи с этим необходимы разработка данной технологии и определение показаний к ее использованию. Нужно модифицировать старые и внедрить новые алгоритмы диагностики, лечения и послеоперационного ведения больных с учетом применения роботизированных комплексов.
В рамках работы достигнута цель - разработка мобильного роботизированного хирургического комплекса.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Предложено и обосновано применение промышленного робота Кука в качестве модуля роботизированной хирургической системы.
2. Разработан роботизированный хирургический инструмент для проведения малоинвазивных хирургических операций.
3. Проведены токсикологические и технические испытания разработанных роботизированных хирургических инструментов.
4. Интегрированы роботизированные хирургические инструменты с
мобильным промышленным роботом Кука.
Прогрессивный рост популярности данной технологии в мире во многом объясняется клиническими преимуществами роботассистированных операций по сравнению с открытыми или лапароскопическими вмешательствами. В целом ряде публикаций отмечается, что у пациентов, оперируемых при помощи робота Da Vinci, меньше объем интраоперационной кровопотери (и, соответственно, частота гемотрансфузий) и выраженность послеоперационных болей, короче продолжительность госпитализации, меньше риск раневой инфекции, а во многих случаях лучше онкологические и функциональные результаты операции.
Предложенное применение промышленных роботов в качестве одного из модулей роботизированных хирургических систем с использованием роботизированных хирургических инструментов с функционалом аналогичным имеющимся роботизированным комплексам позволяет обеспечить доступность сложных малоинвазивных хирургических операций для любого слоя населения.
- определено, что в настоящее время в России относительно США, Израиля и ряда стран Европы крайне слабо представлены хирургические услуги с использованием роботассистированной техники. Следствием данной ситуации в отечественной медицине становится значительное отставание по ряду медицинских показателей: смертности от сердечно - сосудистых и урологических заболеваний, после операционным периодом реабилитации.
- установлено, что передовой системой в области роботассистированной медицины является система робот Да Винчи выпускаемая американской компании Intuitive Surgical;
- установлено, что компания Intuitive Surgical является единственным производителем системы робот Да Винчи
- главное препятствие в развитии роботассистированной хирургии в мире и в России - высокая стоимость данной услуги.
- установлен основной типовой перечень материалов, использующихся при изготовлении роботассистированных систем в России и за рубежо;
- внутреннее производство сырья, использующегося при изготовлении деталей хирургических роботов (титан, алюминий, конструкционная нержавеющая сталь) в значительной степени опережает внутренне потребление. Это определяет перспективы использования рассматриваемых материалов при изготовлении деталей хирургических роботов в России;
Подводя итоги анализа использования робототехники в хирургии, возможно выделить следующие области ее применения:
- грудная хирургия и кардиохирургия — выделение внутренней грудной
артерии, восстановление митрального и трехстворчатого клапанов, установка электрода для бивентрикулярной ресинхронизации,
трансхиатальная эзофагэктомия, биопсия и резекция легких, пульмонэктомия;
— сосудистая хирургия — восстановительные операции на грудной аорте и крупных сосудах, на брюшной аорте, аортобедренное шунтирование;
— гинекология — репродуктивная хирургия (реанастомоз маточных труб, миомэктомия, аблация эндометрия, транспозиция яичника, лигирование маточных труб), реконструктивная тазовая хирургия (операция Burch, крестцовая кольпопексия), общая гинекология (гистерэктомия, удаление дермоидной кисты, аднексэктомия, саль-пингэктомия);
— абдоминальная хирургия — бариатрия, герниопластики, фундопликация, резекции печени, поджелудочной железы; резекции желудка, тонкой, ободочной и прямой кишки, холецистэктомия, симпатэктомия, реконструктивные операции;
— урология — простатэктомия, нефрэктомия, цистэктомия, адреналэктомия, орхиэктомия, забор почки у живого донора для трансплантации.
При использовании робототехники возникает минимальное количество осложнений: менее 1% инфицирования раны или формирования грыжи, нарушений функции кишечника, ранений кишки, мочевого пузыря и уретры, которые требуют дополнительных операций, менее 1% кровотечений, образования гематом и необходимости переливания крови.
С учетом довольно высокой стоимости комплекса да Винчи (приблизительно 3 млн. евро.) его использование оправдано в крупных многопрофильных высокотехнологичных хирургических центрах, где лечат больных со сложными неординарными заболеваниями.
Безусловно, все пациенты не могут быть оперированы с использованием робототехники. В связи с этим необходимы разработка данной технологии и определение показаний к ее использованию. Нужно модифицировать старые и внедрить новые алгоритмы диагностики, лечения и послеоперационного ведения больных с учетом применения роботизированных комплексов.
В рамках работы достигнута цель - разработка мобильного роботизированного хирургического комплекса.
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:
1. Предложено и обосновано применение промышленного робота Кука в качестве модуля роботизированной хирургической системы.
2. Разработан роботизированный хирургический инструмент для проведения малоинвазивных хирургических операций.
3. Проведены токсикологические и технические испытания разработанных роботизированных хирургических инструментов.
4. Интегрированы роботизированные хирургические инструменты с
мобильным промышленным роботом Кука.
Прогрессивный рост популярности данной технологии в мире во многом объясняется клиническими преимуществами роботассистированных операций по сравнению с открытыми или лапароскопическими вмешательствами. В целом ряде публикаций отмечается, что у пациентов, оперируемых при помощи робота Da Vinci, меньше объем интраоперационной кровопотери (и, соответственно, частота гемотрансфузий) и выраженность послеоперационных болей, короче продолжительность госпитализации, меньше риск раневой инфекции, а во многих случаях лучше онкологические и функциональные результаты операции.
Предложенное применение промышленных роботов в качестве одного из модулей роботизированных хирургических систем с использованием роботизированных хирургических инструментов с функционалом аналогичным имеющимся роботизированным комплексам позволяет обеспечить доступность сложных малоинвазивных хирургических операций для любого слоя населения.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.