Neuer Steady-Hand-Augenroboter mit Mikro-Kraftsensorik für die vitreoretinalen Chirurgie

In der retinalen Mikrochirurgie sind Chirurgen gefordert, Mikron-Skalamanöver auszuführen, während sie sicher Kräfte auf das retinalen Gewebe anwenden, die unter der sensorischen Wahrnehmung liegen. Die Echtzeitkarakterisierung und präzise Manipulation dieses zarten Gewebes wurde bisher durch die menschlichen Grenzen der Werkzeugkontrolle und das Fehlen eines chirurgisch kompatiblen Endpunkt-Sensorinstruments behindert. Hier präsentieren wir das Design einer neuen Generation kooperativ gesteuerten Mikrochirurgie-Roboters mit einem Remote Center-of-Motion (RCM)-Mechanismus und einem integrierten, maßgeschneiderten Mikro-Kraft sensorischen chirurgischen Haken. Durch die Nutzung der von dem Endeffektor gemessenen Kräfte korrigieren wir Werkzeugablenkungen und implementieren einen mikro-kraftgesteuerten kooperativen Kontrollalgorithmus, um den Bediener aktiv zu leiten. Vorläufige Experimente wurden durchgeführt, um unsere neuen Kontrollmethoden an Roh-Eierschalen-Membranen von Hühnereiern zu testen und nützliche dynamische Eigenschaften im Zusammenhang mit der Manipulation von zartem Gewebe zu erfassen.