ForschungArbeitsgruppe: Robotik & autonome Systeme
Forschungsprojekte
Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Single-Port-Laparoskopie

Laufende Forschungsprojekte

Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Single-Port-Laparoskopie

Team:  Dipl.-Ing. Jan-Hinnerk Borchard
Jahr:  2011
Datum:  05-04-11
Ist abgeschlossen:  ja

Bei laparoskopischen Eingriffen wird die Bauchhöhle des Patienten durch einen kleinen Schnitt eröffnet. In den so geschaffenen Zugang wird ein Laparoskop eingeführt, um die inneren Organe auszuleuchten, optisch zu erfassen und dem Mediziner durch eine geeignete visuelle Darstellung anzuzeigen. Bei einer Single-Port Operation werden neben dem Laparoskop mindestens zwei weitere Instrumente zur Gewebemanipulation durch dieselbe Öffnung in die Bauchhöhle eingebracht. Erfolgt dieser Zugang im Bauchnabel ist die Narbe später kaum mehr zu erkennen. Neben dem daraus resultierenden guten kosmetischen Ergebnis, hat die Single-Port Laparoskopie die Vorteile eines geringen Blutverlustes und einer schnellen Genesung. Um das Einsatzgebiet für diese Operationstechnik zu erweitern werden neue medizintechnische Systeme benötigt. Diese sollen insbesondere eine hohe Beweglichkeit der Endeffektoren in einem großen kollisionsfreien Arbeitsraum besitzen.

 

Am imes soll ein Single-Port System mit eingriffsoptimaler Kinematik und Dimensionierung synthetisiert werden. Dazu werden unter anderem folgende Methoden und Kriterien angewendet: Um die Qualität verschiedener Systeme quantitativ zu bewerten und zu vergleichen, wird ein Zielarbeitsraum nach den Anforderungen des Eingriffs definiert. In einer Entwicklungsumgebung wird die Kinematik der Single-Port Systeme mit allgemeingültigen Werkzeugen modelliert und der ausführbare Arbeitsraum berechnet. Der ausführbare Arbeitsraum ist derjenige Teil des Zielarbeitsraumes, welcher mit einem bestimmten Single-Port System erreicht werden kann und ist somit ein quantitatives Merkmal für die Qualität eines Systems. Da Kollisionen zwischen beweglichen und unbeweglichen Elementen der Systeme sowie der Umgebung einen großen Einfluss bei Single-Port Eingriffen haben, werden diese bei der Arbeitsraumberechnung berücksichtigt. Unter Verwendung des ausführbaren Arbeitsraumes als Gütekriterium wird die Dimensionierung der Single-Port Systeme für die individuellen Anforderungen eines Eingriffs optimiert.

Abgeschlossene Forschungsprojekte

Entwicklung chirurgischer Instrumente für die Single-Port-Laparoskopie

Team:  Dipl.-Ing. Jan-Hinnerk Borchard
Jahr:  2011
Datum:  05-04-11
Ist abgeschlossen:  ja

Bei laparoskopischen Eingriffen wird die Bauchhöhle des Patienten durch einen kleinen Schnitt eröffnet. In den so geschaffenen Zugang wird ein Laparoskop eingeführt, um die inneren Organe auszuleuchten, optisch zu erfassen und dem Mediziner durch eine geeignete visuelle Darstellung anzuzeigen. Bei einer Single-Port Operation werden neben dem Laparoskop mindestens zwei weitere Instrumente zur Gewebemanipulation durch dieselbe Öffnung in die Bauchhöhle eingebracht. Erfolgt dieser Zugang im Bauchnabel ist die Narbe später kaum mehr zu erkennen. Neben dem daraus resultierenden guten kosmetischen Ergebnis, hat die Single-Port Laparoskopie die Vorteile eines geringen Blutverlustes und einer schnellen Genesung. Um das Einsatzgebiet für diese Operationstechnik zu erweitern werden neue medizintechnische Systeme benötigt. Diese sollen insbesondere eine hohe Beweglichkeit der Endeffektoren in einem großen kollisionsfreien Arbeitsraum besitzen.

 

Am imes soll ein Single-Port System mit eingriffsoptimaler Kinematik und Dimensionierung synthetisiert werden. Dazu werden unter anderem folgende Methoden und Kriterien angewendet: Um die Qualität verschiedener Systeme quantitativ zu bewerten und zu vergleichen, wird ein Zielarbeitsraum nach den Anforderungen des Eingriffs definiert. In einer Entwicklungsumgebung wird die Kinematik der Single-Port Systeme mit allgemeingültigen Werkzeugen modelliert und der ausführbare Arbeitsraum berechnet. Der ausführbare Arbeitsraum ist derjenige Teil des Zielarbeitsraumes, welcher mit einem bestimmten Single-Port System erreicht werden kann und ist somit ein quantitatives Merkmal für die Qualität eines Systems. Da Kollisionen zwischen beweglichen und unbeweglichen Elementen der Systeme sowie der Umgebung einen großen Einfluss bei Single-Port Eingriffen haben, werden diese bei der Arbeitsraumberechnung berücksichtigt. Unter Verwendung des ausführbaren Arbeitsraumes als Gütekriterium wird die Dimensionierung der Single-Port Systeme für die individuellen Anforderungen eines Eingriffs optimiert.