Development of an Ultrasonic Bone Cutting Instrument for Robotic-assisted Surgery
Notice bibliographique
Résumé
The use of robotic assistance in abdominal surgeries has increased rapidly in the last two decades and da Vinci Surgical System (dVSS) variants by Intuitive Surgical are now used in over one million procedures annually. With the widespread availability of the dVSS and the release of competing teleoperated systems anticipated in the near future, there is motivation to investigate whether non-abdominal operations may also benefit from the advantages provided by these robotics systems. Several research groups, in early feasibility studies, have found benefits of using the dVSS for operations in which hard tissue removal is required, including transoral, orthopaedics, spinal, and neurosurgery. However, the application of the robot in craniofacial procedures remains unexplored. It is hypothesized that the robotic-assisted system, with its improved precision, motion scaling, and advanced visualization, may similarly provide benefits in both minimally invasive and open cases of craniofacial surgery. However, the lack of robotic instruments for hard tissue precludes exploration in craniofacial procedures and remains a blocker for evaluating a fully robotic approach in operations where any hard tissue removal is required. The research presented here intends to address this limitation by developing a ultrasonic bone cutting instrument for the dVSS, and then evaluating the initial feasibility of using the system for craniofacial operations by performing a simulated procedure. To develop the prototype, performance and clinical requirements were first established and the instrument was designed and optimized using finite element analysis and a commercially available multi-objective genetic algorithm. The prototype was then verified using a combination of amplitude characterization, fatigue testing, and experimental modal analysis. Benchtop testing indicated the optimal cutting approach based on cutting depth, speed, and approach angle, and teleoperated cutting tests were performed on representative craniofacial models using an open approach. Initial experiments show that teleoperated bone cutting using an ultrasonic tool is feasible despite the lack of force feedback provided by the robot, and results indicate that there may be improvements to accuracy over manual tools. Further testing in a minimally invasive model with additional participants is required to evaluate robot setup, reach and range of motion of the prototype instrument, operating time, and safety
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».