IT201900001187A1 - TERMINAL ELEMENT FOR SOCKET DEVICES FOR SURGICAL INTERVENTIONS, IN PARTICULAR INTERVENTIONS WITH MINIMAL INVASIVITY - Google Patents
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Description
Descrizione dell'Invenzione Industriale dal titolo: Description of the Industrial Invention entitled:
"ELEMENTO TERMINALE PER DISPOSITIVI DI PRESA PER INTERVENTI CHIRURGICI, IN PARTICOLARE INTERVENTI A MINIMA IN VASIVITA"' "TERMINAL ELEMENT FOR SOCKET DEVICES FOR SURGICAL INTERVENTIONS, IN PARTICULAR INTERVENTIONS AT MINIMUM IN VASIVITY" '
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione si riferisce ad un elemento terminale per dispositivi di presa per interventi chirurgici. Il trovato trova particolare applicazione nel settore degli interventi chirurgici a minima invasività. The present invention refers to a terminal element for gripping devices for surgical interventions. The invention finds particular application in the field of minimally invasive surgical interventions.
Allo scopo di manipolare in maniera sicura (cioè in modo da non danneggiare) organi e tessuti durante gli interventi chirurgici, è noto l'impiego di sensori montati sulle estremità operative degli strumenti di presa impiegati (es. forcipi). Questi sensori devono avere dimensioni particolarmente studiate, nel caso di interventi a minima invasività (MIS -Minimally Invasive Surgery). In order to safely manipulate (ie so as not to damage) organs and tissues during surgical interventions, the use of sensors mounted on the operating ends of the gripping instruments used (eg forceps) is known. These sensors must have particularly studied dimensions, in the case of minimally invasive surgery (MIS - Minimally Invasive Surgery).
Il documento US 9,895,813 B2, "Force and torque sensing in a surgical robot setup arm", descrive metodi indiretti per calcolare forze e momenti torcenti in questo contesto. US 9,895,813 B2, "Force and torque sensing in a surgical robot setup arm", describes indirect methods for calculating forces and torques in this context.
La Richiedente ha tuttavia osservato che questi metodi non possono essere impiegati per identificare la rigidità del tessuto in questione. In maggiore dettaglio, queste tecniche possono generare un feedback utilizzando la tensione di un filo per valutare se la forza esercitata dallo strumento è eccessiva oppure no. The Applicant has however observed that these methods cannot be used to identify the stiffness of the fabric in question. In greater detail, these techniques can generate feedback by using the tension of a wire to assess whether the force exerted by the tool is excessive or not.
Per determinare la rigidezza di un tessuto, è possibile montare sull'estremità dello strumento un sensore tattile. Tuttavia, un sensore tattile solo in corrispondenza dell'estremità provoca aumenti nei tempi di intervento e diminuisce l'efficienza del sistema MIS non sfruttando appieno una incisione. To determine the stiffness of a fabric, a touch sensor can be mounted on the end of the instrument. However, a touch sensor only at the tip causes increases in intervention times and decreases the efficiency of the MIS system by not taking full advantage of an incision.
Il documento US 2015/0005768 A1, "Bipolar Forceps with Force Measurement", descrive l'applicazione di un sensore di forza ad un forcipe bipolare per rilevare la forza di interazione tra i tessuti e gli strumenti. US 2015/0005768 A1, "Bipolar Forceps with Force Measurement", describes the application of a force sensor to a bipolar forceps to detect the force of interaction between tissues and instruments.
Questa tecnologia prevede l'impiego di estensimetri per rilevare la forza mentre lo strumento viene impiegato sul tessuto e fornisce un feedback al sensore mentre il chirurgo può impiegare un forcipe bipolare per lavorare sulle ferite presenti sui tessuti. This technology uses strain gauges to detect force while the instrument is being used on the tissue and provides feedback to the sensor while the surgeon can use bipolar forceps to work on wounds in the tissue.
Il documento I. Brouwer, 3. Ustin, L. Bentiey, A. Dhruv, and F. Tendick, "Measuring in vivo animai soft tissue properties for haptic modeling in surgical," in Medicine meets Virtual reality, 2001, voi. 81, p. I. Brouwer, 3. Ustin, L. Bentiey, A. Dhruv, and F. Tendick, "Measuring in vivo animai soft tissue properties for haptic modeling in surgical," in Medicine meets Virtual reality, 2001, vol. 81, p.
69, descrive il rilevamento in-vivo delle proprietà di un tessuto morbido durante un intervento chirurgico manuale. 69, describes the in-vivo detection of the properties of a soft tissue during a manual surgery.
Il documento 3. Peirs et al., "A micro optical force sensor for force feedback during minimally invasive robotic surgery," Sensors Actuators A Phys., voi. 115, no. 2-3, pp. 447-455, 2004, descrive, neH'ambito della chirurgia robotizzata, un metodo di rilevamento delle forze per rilevare la rigidezza di un tessuto morbido, impiegando un sensore ottico di forza. Paper 3. Peirs et al., "A micro optical force sensor for force feedback during minimally invasive robotic surgery," Sensors Actuators A Phys., Vol. 115, no. 2-3, pp. 447-455, 2004, describes, in the field of robotic surgery, a force sensing method for detecting the stiffness of a soft tissue, using an optical force sensor.
Tuttavia, la Richiedente osserva che i sensori ottici sono fragili e difficili da utilizzare nel contesto dei bracci robotizzati articolati. However, the Applicant observes that the optical sensors are fragile and difficult to use in the context of articulated robotic arms.
Il documento S. McKinley et al., "A single-use haptic palpation probe for locating subcutaneous blood vessels in robot-assisted minimally invasive surgery," in Automation Science and Engineering (CASE), 2015 IEEE International Conference on, 2015, pp. 1151-1158, descrive altre tecniche per localizzare vasi sanguigni sottocutanei tramite sonde di rilevamento. S. McKinley et al., "A single-use haptic palpation probe for locating subcutaneous blood vessels in robot-assisted minimally invasive surgery," in Automation Science and Engineering (CASE), 2015 IEEE International Conference on, 2015, pp. 1151-1158, describes other techniques for locating subcutaneous blood vessels using sensing probes.
Il documento US 2017/0042626 A1, "Method and probe for providing tactile feedback in laparoscopie surgery", descrive l'impiego di una sonda per rilevare forze bidimensionali generate da un tessuto. The document US 2017/0042626 A1, "Method and probe for providing tactile feedback in laparoscopy surgery", describes the use of a probe to detect two-dimensional forces generated by a tissue.
Il documento US 9,592,093 B2, "Novel Tactile Feedback System for Robotic Surgery", descrive un altro sensore tattile formato da un array di sensori di pressione e fornisce un feedback tattile all'utente che lo controlla da remoto. US 9,592,093 B2, "Novel Tactile Feedback System for Robotic Surgery", describes another tactile sensor consisting of an array of pressure sensors and provides tactile feedback to the user who controls it remotely.
Il documento US 9,345,481 B2, "Staple cartridge tissue thickness sensor System", descrive un sensore montato su una cucitrice chirurgica che rileva lo spessore del tessuto su cui si deve operare. US 9,345,481 B2, "Staple cartridge tissue thickness sensor System", describes a sensor mounted on a surgical stapler that detects the thickness of the tissue to be operated on.
Il documento US 9,241,693 B2, "Interferometric force sensor for surgical instruments", descrive un ulteriore sensore di forza ottico per un sistema di chirurgia manuale. US 9,241,693 B2, "Interferometric force sensor for surgical instruments", describes a further optical force sensor for a manual surgery system.
In questo contesto, scopo della presente invenzione è quello di fornire un sensore di forza, che consenta di rilevare la rigidità di un tessuto, la forza/il momento torcente generato dal tessuto e/o di misurare le dimensioni dell'organo, che possa essere montato su strumenti operatori tradizionali, come ad esempio un forcipe. In this context, the object of the present invention is to provide a force sensor, which allows to detect the stiffness of a tissue, the force / torque generated by the tissue and / or to measure the dimensions of the organ, which can be mounted on traditional operating instruments, such as a forceps.
Ulteriore scopo dell'invenzione è fornire un sensore che non necessiti di una particolare sequenza/procedura di inserimento per poter eseguire il rilevamento. A further object of the invention is to provide a sensor which does not require a particular insertion sequence / procedure in order to be able to carry out the detection.
Questi ed altri scopi ancora sono sostanzialmente raggiunti da quanto descritto nelle unite rivendicazioni. These and other objects are substantially achieved by what is described in the attached claims.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi appariranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite e non esclusive dell'invenzione. Further features and advantages will become more apparent from the detailed description of preferred and non-exclusive embodiments of the invention.
Tale descrizione è fornita qui di seguito con riferimento alle unite figure, anch'esse aventi scopo puramente esemplificativo e pertanto non limitativo, in cui: This description is provided below with reference to the accompanying figures, also having purely illustrative and therefore non-limiting purposes, in which:
- le figure 1-5 mostrano diverse viste prospettiche di un elemento terminale in accordo con il trovato, in cui sono eliminate diverse parti per meglio evidenziarne altre; Figures 1-5 show different perspective views of a terminal element in accordance with the invention, in which various parts are eliminated to better highlight others;
- la figura 2 mostra un esempio di dispositivo di presa al quale può essere applicato l'elemento terminale delle figure 1-5. Figure 2 shows an example of a gripping device to which the terminal element of Figures 1-5 can be applied.
Con riferimento alle unite figure, con 1 è stato complessivamente indicato un elemento terminale per dispositivi di presa per interventi chirurgici in accordo con la presente invenzione. With reference to the accompanying figures, 1 indicates as a whole a terminal element for gripping devices for surgical interventions in accordance with the present invention.
L'elemento terminale 1 trova particolare applicazione negli interventi chirurgici a minima invasività, eseguiti tramite una piattaforma robotizzata dedicata alla chirurgia oppure manualmente. The terminal element 1 finds particular application in minimally invasive surgical interventions, performed by means of a robotic platform dedicated to surgery or manually.
L'elemento terminale 1 comprende un supporto 10. The terminal element 1 comprises a support 10.
Il supporto 10 presenta preferibilmente conformazione sostanzialmente piastriforme. In una forma di realizzazione, rappresentata in figura 1, il supporto 10 può presentare una superficie interna 10a, sostanzialmente piana, sulla quale sono montati altri componenti facenti parte del medesimo elemento terminale, ed una superficie esterna 10b, sostanzialmente opposta a detta superficie interna. The support 10 preferably has a substantially plate-like conformation. In an embodiment, shown in Figure 1, the support 10 can have an internal surface 10a, substantially flat, on which other components forming part of the same terminal element are mounted, and an external surface 10b, substantially opposite to said internal surface.
Preferibilmente, il supporto 10 può essere realizzato in materiale metallico, sufficientemente rigido da non subire deformazioni nel corso delle interazioni meccaniche con organi/tessuti. Preferably, the support 10 can be made of metal material, sufficiently rigid not to undergo deformations during the mechanical interactions with organs / tissues.
L'elemento terminale 1 comprende un inserto deformabile 20, associato al supporto 10. The terminal element 1 comprises a deformable insert 20, associated with the support 10.
A titolo esemplificativo, l'inserto deformabile 20 può essere realizzato in materiale siliconico. By way of example, the deformable insert 20 can be made of silicone material.
Preferibilmente, come mostrato in figura 2, l'inserto deformabile 20 presenta un profilo perimetrale sostanzialmente coincidente con il profilo perimetrale del supporto 10. Preferably, as shown in Figure 2, the deformable insert 20 has a perimeter profile substantially coinciding with the perimeter profile of the support 10.
L'elemento terminale 1 comprende un sensore optoelettronico 30 interposto tra il supporto 10 e l'inserto deformabile 20. The terminal element 1 comprises an optoelectronic sensor 30 interposed between the support 10 and the deformable insert 20.
Il sensore optoelettronico 30 è configurato per rilevare deformazioni dell'inserto deformabile 20. The optoelectronic sensor 30 is configured to detect deformations of the deformable insert 20.
In maggiore dettaglio, il sensore optoelettronico 30 può comprendere una prima coppia emettitore/rilevatore 31 ed una seconda coppia emettitore/rilevatore 32. In greater detail, the optoelectronic sensor 30 can comprise a first emitter / detector pair 31 and a second emitter / detector pair 32.
Preferibilmente i moduli 31, 32 sono montati su una scheda PCB a circuito stampato, montata sul supporto 10. In particolare, la scheda PCB presenta una superficie affacciata al supporto 10, ed una superficie opposta affacciata all'inserto deformabile 20. Preferably the modules 31, 32 are mounted on a printed circuit PCB, mounted on the support 10. In particular, the PCB board has a surface facing the support 10, and an opposite surface facing the deformable insert 20.
A titolo esemplificativo, gli emettitori possono essere realizzati come LED, ed i rilevatori possono essere realizzati come transistor fotosensibili. By way of example, the emitters can be realized as LEDs, and the detectors can be realized as photosensitive transistors.
L'uso delle due coppie emettitore/rilevatore 31, 32 permette di ottenere un sensore di forza bidimensionale. The use of the two emitter / detector pairs 31, 32 allows to obtain a two-dimensional force sensor.
Il principio di funzionamento di questa tipologia di sensori è descritto nella pubblicazione scientifica G. De Maria, C. Natale, and S. Pirozzi, "Force/tactile sensor for robotic applications," Sensors Actuators A Phys., voi. 175, pp. 60-72, 2012. The operating principle of this type of sensor is described in the scientific publication G. De Maria, C. Natale, and S. Pirozzi, "Force / tactile sensor for robotic applications," Sensors Actuators A Phys., Vol. 175, pp. 60-72, 2012.
L'elemento terminale 1 comprende un elemento di presa 40 (figura 5), atto ad entrare in contatto con i tessuti/organi da afferrare e ad esercitare una forza di presa sugli stessi. The terminal element 1 comprises a gripping element 40 (Figure 5), adapted to come into contact with the tissues / organs to be gripped and to exert a gripping force on them.
L'elemento di presa 40 è accoppiato all'inserto deformabile 20 in modo che, quando l'elemento di presa 40 esercita una forza di presa su un organo/tessuto, l'inserto deformabile 20 subisce una deformazione. The gripping element 40 is coupled to the deformable insert 20 so that, when the gripping element 40 exerts a gripping force on an organ / tissue, the deformable insert 20 undergoes a deformation.
Preferibilmente, l'elemento di presa 40 presenta, in pianta, una conformazione sostanzialmente anulare. Tale conformazione sostanzialmente anulare è dotata di una regione vuota 45 radialmente interna, in cui è posizionato l'inserto deformabile 20. Preferably, the gripping element 40 has, in plan view, a substantially annular conformation. This substantially annular conformation is provided with a radially internal empty region 45, in which the deformable insert 20 is positioned.
Preferibilmente, il supporto 10 presenta una o più scanalature 11 (figura 1), formate sulla superficie interna del supporto 10 stesso, per alloggiare cablaggi associati al sensore optoelettronico 30. Preferably, the support 10 has one or more grooves 11 (Figure 1), formed on the internal surface of the support 10 itself, to house wiring associated with the optoelectronic sensor 30.
Vantaggiosamente, l'elemento di presa 40 comprende una porzione attiva 41, atta ad entrare direttamente in contatto con il tessuto/organo da afferrare. Advantageously, the gripping element 40 comprises an active portion 41, adapted to come into direct contact with the tissue / organ to be gripped.
L'elemento di presa 40 comprende inoltre una coppia di espansioni 42 che si estendono dalla porzione attiva 41. In maggiore dettaglio, la porzione attiva 41 può presentare una conformazione parallelepipeda allungata; le espansioni 42 si estendono trasversalmente, ed in particolare ortogonalmente, rispetto allo sviluppo longitudinale della porzione attiva Da parte opposta rispetto alla porzione attiva 41, le espansioni 42 sono collegate tra loro tramite un elemento di connessione (non illustrato). The gripping element 40 further comprises a pair of expansions 42 which extend from the active portion 41. In greater detail, the active portion 41 can have an elongated parallelepiped conformation; the expansions 42 extend transversely, and in particular orthogonally, with respect to the longitudinal development of the active portion. On the opposite side with respect to the active portion 41, the expansions 42 are connected to each other by means of a connection element (not shown).
L'elemento di connessione è allocato tra un elemento di impegno 43 ed un inserto di montaggio 50. In particolare, è prevista una porta sulla parete 52 attraverso la quale la corrente elettrica passa attraverso le espansioni 42 e la porzione attiva 41. The connection element is allocated between an engagement element 43 and a mounting insert 50. In particular, a door is provided on the wall 52 through which the electric current passes through the expansions 42 and the active portion 41.
Tale passaggio di corrente è necessario per realizzare la cauterizzazione/elettrochirurgia. This passage of current is necessary to carry out cauterization / electrosurgery.
Come mostrato in figura 5, la regione vuota 45 radialmente interna è perimetralmente delimitata dalla porzione attiva 41, dalle espansioni 42 e dall'elemento di impegno 43. As shown in Figure 5, the radially internal empty region 45 is peripherally bounded by the active portion 41, by the expansions 42 and by the engagement element 43.
Come detto, preferibilmente, l'elemento terminale 1 comprende inoltre un inserto di montaggio 50. As said, preferably, the terminal element 1 further comprises a mounting insert 50.
L'inserto di montaggio 50 è fissato al supporto 10, affiancato all'inserto deformabile 20. L'elemento di impegno 43 dell'elemento di presa 40 è fissato all'inserto di montaggio 50. The mounting insert 50 is fixed to the support 10, flanked by the deformable insert 20. The engagement element 43 of the gripping element 40 is fixed to the mounting insert 50.
Come schematicamente mostrato in figura 3, l'inserto di montaggio 50 può essere sostanzialmente realizzato come un angolare, avente una prima parete 51 a contatto con la scheda PCB ed una seconda parete 52 sostanzialmente ortogonale alla prima. La seconda parete 52, in cooperazione con l'inserto deformabile 20, definisce una zona di alloggiamento per l'elemento di impegno 43. As schematically shown in Figure 3, the mounting insert 50 can be substantially realized as a corner piece, having a first wall 51 in contact with the PCB board and a second wall 52 substantially orthogonal to the first. The second wall 52, in cooperation with the deformable insert 20, defines a housing area for the engagement element 43.
A titolo esemplificativo, l'inserto di montaggio 50 può essere realizzato in materiale non metallico, avente in particolare proprietà di isolamento termico ed elettrico. By way of example, the mounting insert 50 can be made of non-metallic material, having in particular thermal and electrical insulation properties.
La figura 6 mostra schematicamente un dispositivo 100 di presa per interventi chirurgici sul quale può essere applicata la presente invenzione. Figure 6 schematically shows a gripping device 100 for surgical interventions on which the present invention can be applied.
Il dispositivo 100 comprende un corpo allungato di base 110, ed una pluralità di moduli di presa 120 montati sul corpo allungato di base 110. Ad esempio, possono essere previsti tre moduli di presa 120. The device 100 comprises an elongated base body 110, and a plurality of gripping modules 120 mounted on the elongated base body 110. For example, three gripping modules 120 can be provided.
Sull'estremità terminale di ciascun modulo di presa 120, in particolare sull'estremità opposta a quella direttamente vincolata al corpo allungato di base 110, è montato un rispettivo elemento terminale 1. A respective terminal element 1 is mounted on the terminal end of each gripping module 120, in particular on the end opposite to that directly constrained to the elongated base body 110.
Preferibilmente, l'elemento terminale presente su uno dei moduli di presa sarà alimentato con tensione opposta rispetto agli elementi terminali presenti sugli altri due moduli di presa. Preferably, the terminal element present on one of the grip modules will be powered with opposite voltage with respect to the terminal elements present on the other two grip modules.
Vantaggiosamente, il dispositivo 100 può essere parte di una piattaforma robotizzata dedicata alla chirurgia, dotata di un pannello di controllo tramite il quale il chirurgo, oltre ad altri strumenti/apparati, controlla anche il dispositivo 100 di presa. Advantageously, the device 100 can be part of a robotic platform dedicated to surgery, equipped with a control panel through which the surgeon, in addition to other instruments / apparatuses, also controls the gripping device 100.
In uso, l'elemento terminale 1, eventualmente in cooperazione con altri elementi terminali analoghi, viene portato a contatto con un tessuto/organo da affettare. In use, the terminal element 1, possibly in cooperation with other similar terminal elements, is brought into contact with a tissue / organ to be sliced.
In pratica, entrano in contatto con tale tessuto/organo l'inserto deformabile 20 e l'elemento di presa 40 (in particolare, la porzione attiva 41). In practice, the deformable insert 20 and the gripping element 40 (in particular, the active portion 41) come into contact with this tissue / organ.
Il sensore optoelettronico 30 rileva la deformazione subita dall'inserto deformabile 20. Un analogo rilevamento viene eseguito dai sensori optoelettronici presenti sugli altri elementi terminali. Una unità elettronica (non illustrata), realizzata ad esempio come una CPU, sulla base dei dati rilevati dai sensori optoelettronici ad essa collegati provvede a determinare i parametri di interesse: rigidità del tessuto/organo, la forza/il momento torcente generato dal tessuto e/o le dimensioni dell'organo stesso. The optoelectronic sensor 30 detects the deformation undergone by the deformable insert 20. A similar detection is performed by the optoelectronic sensors present on the other terminal elements. An electronic unit (not shown), made for example as a CPU, on the basis of the data detected by the optoelectronic sensors connected to it, determines the parameters of interest: stiffness of the tissue / organ, the force / torque generated by the tissue and / or the size of the organ itself.
L'invenzione consegue importanti vantaggi. The invention achieves important advantages.
Innanzitutto, l'elemento terminale in accordo con il trovato consente consenta di rilevare in modo affidabile e preciso la rigidità di un tessuto, la forza/il momento torcente generato dal tessuto e/o di misurare le dimensioni dell'organo, e può essere facilmente montato su strumenti operatori tradizionali, come ad esempio un forcipe. First of all, the terminal element in accordance with the invention allows to detect in a reliable and precise way the stiffness of a fabric, the force / torque generated by the fabric and / or to measure the dimensions of the organ, and can be easily mounted on traditional operating instruments, such as a forceps.
L'elemento terminale oggetto dell'invenzione inoltre non necessita di una particolare sequenza/procedura di inserimento per poter eseguire il rilevamento. Furthermore, the terminal element object of the invention does not require a particular insertion sequence / procedure in order to be able to carry out the detection.
Si noti inoltre che, nell'elemento terminale qui descritto e rivendicato, viene ottenuto un importante isolamento termico ed elettrico tra il sensore e l'elemento di presa (cioè la parte attiva del forcipe, che entra a contatto con i tessuti/organi da afferrare). Questo permette di evitare che le elevate temperature (es. fino a 100°C) che l'elemento di presa può raggiungere compromettano il rilevamento o addirittura danneggino il sensore. Viene comunque garantita una esposizione ottimale del sensore rispetto alla superficie in corrispondenza della quale devono essere eseguiti i rilevamenti di interesse. It should also be noted that, in the terminal element described and claimed here, an important thermal and electrical insulation is obtained between the sensor and the gripping element (i.e. the active part of the forceps, which comes into contact with the tissues / organs to be grasped. ). This allows to avoid that the high temperatures (eg up to 100 ° C) that the gripping element can reach compromise the detection or even damage the sensor. In any case, an optimal exposure of the sensor is guaranteed with respect to the surface in correspondence with which the relevant measurements must be carried out.
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014968A1 (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Amada Company, Limited | Shear force sensing system |
| WO2003020139A2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Vleugels Michel Petronella Hub | Surgical instrument |
| US20150005768A1 (en) | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Garnette Roy Sutherland | Bipolar Forceps with Force Measurement |
| US9241693B2 (en) | 2010-07-20 | 2016-01-26 | The Johns Hopkins University | Interferometric force sensor for surgical instruments |
| US9345481B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-05-24 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Staple cartridge tissue thickness sensor system |
| US20170042626A1 (en) | 2015-07-31 | 2017-02-16 | Advanced Tactile Imaging, Inc. | Method and probe for providing tactile feedback in laparoscopic surgery |
| US9592093B2 (en) | 2011-09-06 | 2017-03-14 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Tactile feedback system for robotic surgery |
| WO2017087439A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | Covidien Lp | Optical force sensor for robotic surgical system |
| US9895813B2 (en) | 2008-03-31 | 2018-02-20 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force and torque sensing in a surgical robot setup arm |
-
2019
- 2019-01-28 IT IT102019000001187A patent/IT201900001187A1/en unknown
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996014968A1 (en) * | 1994-11-09 | 1996-05-23 | Amada Company, Limited | Shear force sensing system |
| WO2003020139A2 (en) * | 2001-09-03 | 2003-03-13 | Vleugels Michel Petronella Hub | Surgical instrument |
| US9895813B2 (en) | 2008-03-31 | 2018-02-20 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Force and torque sensing in a surgical robot setup arm |
| US9241693B2 (en) | 2010-07-20 | 2016-01-26 | The Johns Hopkins University | Interferometric force sensor for surgical instruments |
| US9592093B2 (en) | 2011-09-06 | 2017-03-14 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Tactile feedback system for robotic surgery |
| US9345481B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-05-24 | Ethicon Endo-Surgery, Llc | Staple cartridge tissue thickness sensor system |
| US20150005768A1 (en) | 2013-06-28 | 2015-01-01 | Garnette Roy Sutherland | Bipolar Forceps with Force Measurement |
| US20170042626A1 (en) | 2015-07-31 | 2017-02-16 | Advanced Tactile Imaging, Inc. | Method and probe for providing tactile feedback in laparoscopic surgery |
| WO2017087439A1 (en) * | 2015-11-19 | 2017-05-26 | Covidien Lp | Optical force sensor for robotic surgical system |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| G. DE MARYC. WATERPROOF CHRISTMASS. PIROZZI: "Force/tactile sensor for robotic applications", SENSORS ACTUATORS A PHYS., vol. 175, 2012, pages 60 - 72 |
| I. BROUWERJ. USTINL. BENTIEYA. DHRUVF. TENDICK: "Measuring in vivo animal soft tissue properties for haptic type modeling in surgical", MEDICINE MEETS VIRTUAL REALITY, vol. 81, 2001, pages 69 |
| J. PEIRS ET AL.: "A micro optical force sensor for force feedback during robotic minimally invasive surgery", SENSORS ACTUATORS A PHYS, vol. 115, no. 2-3, 2004, pages 447 - 455, XP004562104, DOI: doi:10.1016/j.sna.2004.04.057 |
| S. MCKINLEY ET AL.: "A single-use haptic type palpation probe for elongate segments subcutaneous blood vessels in robot-assisted minimally invasive surgery, in automation Science and Engineering (CASE", IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE, 2015, pages 1151 - 1158 |
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