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Extending the Capability of Using a Waterjet in Surgical Interventions by the Use of Robotics

Bahls, Thomas und Fröhlich, Florian Alexander und Hellings, Anja und Deutschmann, Bastian und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2016) Extending the Capability of Using a Waterjet in Surgical Interventions by the Use of Robotics. IEEE Transactions on Biomedical Engineering, PP (99). IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TBME.2016.2553720. ISSN 0018-9294.

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Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/document/7452603/

Kurzfassung

In waterjet surgery a thin, high pressure jet is used for dissections and surface abrasion of soft tissue. This selective preparation method preserves nerves and vessels whereas the surrounding soft tissue is washed away. Objective: The aim of the presented work is to enhance the application field of this technique by resolving technological limitations. Methods: A technical task definition of handling a hand-guided waterjet applicator is derived from literature. All reported procedures require to follow a trajectory superimposed with an oscillating movement. By introducing a robotic system and a specialized kinematic approach the limited dexterity of the waterjet applicator is increased. Additionally, the system provides assistance by automatically performing parts of the task. Results: The method is applied to two different procedures: a minimally invasive dissection, as well as a surface abrasion for open medical treatments. On the basis of experiments with gelatine phantoms the performance of the method is shown for both procedures. Conclusion: In the minimally invasive use case the reachability limited by the conventional manual tools is extended by the capabilities of the robotic system. Simultaneously, the handling is simplified by automation of the superimposed oscillation. In the surface abrasion case a dense coverage of the treated area is achievable. The risk of cross infections could be reduced by spatial separation of patient and staff. Significance: Thus, the waterjet technology can be fully integrated into robotic surgery systems and benefit from their inherent abilities.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/105887/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Extending the Capability of Using a Waterjet in Surgical Interventions by the Use of Robotics
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bahls, ThomasThomas.Bahls (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fröhlich, Florian Alexanderflorian.froehlich (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hellings, AnjaAnja.Hellings (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Deutschmann, BastianBastian.Deutschmann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9139-5719NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115723
Datum:14 April 2016
Erschienen in:IEEE Transactions on Biomedical Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:PP
DOI:10.1109/TBME.2016.2553720
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
He, Binoffice (at) tbme.embs.orgNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:0018-9294
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Waterjet Surgery, Medical Robotics, Minimally Invasive Robotic Surgery
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Medizinische Assistenzsysteme [SY]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Mechatronische Komponenten und Systeme
Hinterlegt von: Bahls, Thomas
Hinterlegt am:04 Nov 2016 13:07
Letzte Änderung:03 Nov 2023 07:51

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