RO134190A2 - Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours - Google Patents
Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours Download PDFInfo
- Publication number
- RO134190A2 RO134190A2 ROA201801143A RO201801143A RO134190A2 RO 134190 A2 RO134190 A2 RO 134190A2 RO A201801143 A ROA201801143 A RO A201801143A RO 201801143 A RO201801143 A RO 201801143A RO 134190 A2 RO134190 A2 RO 134190A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- nut
- ultrasound probe
- embedded
- treatment
- rod
- Prior art date
Links
Landscapes
- Surgical Instruments (AREA)
Abstract
Description
SISTEM PARALEL MODULAR PENTRU GHIDAREA SONDEI ECOGRAFICE LAPAROSCOPICE SI A INSTRUMENTELOR PENTRU TRATAMENTUL TUMORILOR HEPATICEPARALLEL MODULAR SYSTEM FOR GUIDING THE LAPAROSCOPIC ULTRASOUND PROBE AND INSTRUMENTS FOR THE TREATMENT OF LIVER TUMORS
Prezenta invenție se referă la un sistem paralel modular pentru tratamentul laparoscopic al tumorilor hepatice neoperabile, sistemul robotic fiind alcătuit din două module robotice, primul modul fiind destinat poziționării sondei ecografice laparoscopice iar cel de al doilea modul este destinat poziționării cu precizie a acului de tratament. Sistemul robotic este constituit din două module, fiecare modul robotic având câte 5 grade de mobilitate.The present invention relates to a parallel modular system for the laparoscopic treatment of inoperable liver tumors, the robotic system being composed of two robotic modules, the first module being intended for positioning the laparoscopic ultrasound probe and the second module is intended for precise positioning of the treatment needle. The robotic system consists of two modules, each robotic module having 5 degrees of mobility.
în literatura de specialitate este definit sistemul robotic pentru radioterapia tumorilor, brevet CN101015723A/2006, sistem robotic care folosește pentru livrarea tratamentului un robot serial articulat cu 6 grade de libertate, cu o sarcină portantă de aproximativ 240 kg, o rază de lucru de 1 m, și o repetabilitate de 0.2 mm. Pentru tratament sistemul nu ghidează un ac sau o sondă ecografică ci o sursă de radiație cu o masă de 150 kg.in the specialized literature is defined the robotic system for tumor radiotherapy, patent CN101015723A / 2006, robotic system that uses for the delivery of the treatment an articulated serial robot with 6 degrees of freedom, with a load of about 240 kg, a working radius of 1 m , and a repeatability of 0.2 mm. For treatment the system does not guide a needle or an ultrasound probe but a radiation source with a mass of 150 kg.
Un alt sistem robotizat folosit în tratamentul tumorilor hepatice este US20070021738A1/2005, acesta folosește de asemenea un braț robotic articulat capabil să manipuleze un instrument, fie acesta ac, sondă ecografică, lampă laparoscopică sau clema. Sistemul vine ca un ajutor pentru chirurg în timpul tratamentului, având nevoie de un operator uman pentru schimbarea ustensilelor pe parcursul procedurii.Another robotic system used in the treatment of liver tumors is US20070021738A1 / 2005, it also uses an articulated robotic arm capable of manipulating an instrument, be it a needle, ultrasound probe, laparoscopic lamp or clip. The system comes as an aid to the surgeon during treatment, requiring a human operator to change utensils during the procedure.
Printre sistemele robotice de livrare a tratamentului pentru tumorile hepatice se regăsește și sistemul US20120016175A1/2007. Acest sistem robotic folosește un braț robotic generic pentru a livra o capsulă radioactivă în zona de tratament. Procedura este făcută de către chirurg, folosinduse brațul robotic cu ustensilele adecvate de livrare a capsulei radioactive în funcție de poziția acesteiaAmong the robotic treatment delivery systems for liver tumors is the US20120016175A1 / 2007 system. This robotic system uses a generic robotic arm to deliver a radioactive capsule to the treatment area. The procedure is performed by the surgeon, using the robotic arm with the appropriate tools to deliver the radioactive capsule depending on its position.
Prin prezenta propunere de invenție se are în vedere rezolvarea problemei tehnice de poziționare și orientare a instrumentelor de investigație și tratament a cancerului hepatic, prin folosirea de sisteme mecanice prin intermediul cărora să se obțină o mai bună precizie de poziționare și o mai bună rigiditate a sistemului pe parcursul procedurii.It is intended to solve the technical problem of positioning and guiding instruments for the investigation and treatment of liver cancer, by using mechanical systems through which to obtain a better positioning accuracy and a better rigidity of the system. during the procedure.
Aplicația specifică sistemului robotic paralel modular propus în cadrul prezentei invenții o reprezintă realizarea tratamentului laparoscopic al tumorilor hepatice neoperabile prin inserarea unui ac de livrarea a medicamentelor în ficat, ac monitorizat în timp real cu ajutorul unei sonde ecografice laparoscopice ghidată de către același sistem robotic.The specific application of the parallel modular robotic system proposed in the present invention is the laparoscopic treatment of inoperable liver tumors by inserting a drug delivery needle into the liver, a needle monitored in real time using a laparoscopic ultrasound probe guided by the same robotic system.
Sistemul robotic propus în acest brevet prezintă o structură modulară, cu o precizie și rigiditate îmbunătățite față de cele existente (în speță cele seriale), permițând o poziționare și orientare a sondei ecografice pentru investigații hepatice precum și a acului de livrare a tratamentului, cu evitarea riscului de lezare a organelor sensibile din zona hepatică.The robotic system proposed in this patent has a modular structure, with improved accuracy and rigidity compared to existing ones (especially serial ones), allowing a positioning and orientation of the ultrasound probe for liver investigations as well as the delivery needle of the treatment, avoiding the risk of injury to sensitive organs in the liver.
Un avantaj al sistemului propus îl reprezintă faptul că fiecare dintre cele două module folosește o platformă modulară de poziționare și un modul de orientarea a instrumentului care folosește principiul RCM (Remote Center of Motion) pentru un mai bun control al instrumentelor pe durata procedurii. în cadrul ambelor module robotice modulare propuse în cadrul acestei invenții platforma de poziționare a modulului sferic este compusă dintr-un mecanism paralel având 3 grade de mobilitate în timp ce pentru modulul sferic este folosit un mecanism cp-2r^ade'.d9; mobilitate. ' |X! < 'An advantage of the proposed system is that each of the two modules uses a modular positioning platform and an instrument orientation module that uses the RCM (Remote Center of Motion) principle for better control of the instruments during the procedure. In both modular robotic modules proposed in this invention the spherical module positioning platform is composed of a parallel mechanism having 3 degrees of mobility while for the spherical module a cp-2r ^ ade'.d9 mechanism is used; mobility. ' | X! <'
»2018 01143»2018 01143
27/12/201812/27/2018
Se prezintă în continuare mai multe figuri care exemplifică modul de realizare al invenției:The following are several figures which exemplify the embodiment of the invention:
Figura 1 - reprezintă structura robotului HeRo (1), cu 2 module a câte 5 grade de mobilitate fiecare, primul modul (3) are 5 grade de mobilitate pentru ghidarea sondei ecografice hepatice, iar cel de-al doilea modul (4), pentru ghidarea acului de tratament are de asemenea 5 grade de mobilitate, ambele module sunt asamblate pe cadrul (2) atașabil patului de tratament;Figure 1 - represents the structure of the HeRo robot (1), with 2 modules of 5 degrees of mobility each, the first module (3) has 5 degrees of mobility to guide the hepatic ultrasound probe, and the second module (4), for the guide of the treatment needle also has 5 degrees of mobility, both modules are assembled on the frame (2) attachable to the treatment bed;
Figura 2 - reprezintă poziționarea celor două mecanisme (5 și 6) în cadrul modulului de ghidare a sondei ecografice laparoscopice.Figure 2 - represents the positioning of the two mechanisms (5 and 6) within the laparoscopic ultrasound probe guidance module.
Figura 3a - reprezintă mecanismul de poziționare a sondei ecografice laparoscopice, mecanism care are în componență 3 cuple active de translație (qi, q2 și qs), 3 cuple pasive de translație (10, 14 și 20a ) .Figure 3a - represents the positioning mechanism of the laparoscopic ultrasound probe, mechanism that consists of 3 active translation couples (qi, q2 and qs), 3 passive translation couples (10, 14 and 20a).
Figura 3b - reprezintă mecanismul de orientare al sondei ecografice hepatice, mecanism compus din 2 cuple active de translație (q4 și qs).Figure 3b - represents the orientation mechanism of the hepatic ultrasound probe, a mechanism composed of 2 active translation pairs (q4 and qs).
Figura 4 - reprezintă poziționarea celor două mecanisme (33 și 34) în cadrul modulului de ghidare a instrumentului de tratament.Figure 4 - represents the positioning of the two mechanisms (33 and 34) within the guidance module of the treatment instrument.
Figura 5a - reprezintă mecanismul de poziționare a instrumentului de tratament, mecanism care are în componență 3 cuple active de translație (qr, q2> și q3’), 4 cuple pasive de rotație (48,43,46 și 51) și 3 cuple de pasive de translație (35, 37 și 42).Figure 5a - represents the positioning mechanism of the treatment instrument, mechanism that consists of 3 active translation couplings (qr, q2> and q3 '), 4 passive rotation couplings (48,43,46 and 51) and 3 translation liabilities (35, 37 and 42).
Figura 5b - reprezintă mecanismul de orientare al instrumentului de tratament, mecanism compus din 2 cuple active de translație (q4’ și qs’)·Figure 5b - represents the orientation mechanism of the treatment instrument, mechanism composed of 2 active translation couplings (q4 'and qs') ·
In continuare sunt prezentate cele două module componente ale sistemului paralel modular pentru ghidarea sondei ecografice laparoscopice si a instrumentelor pentru tratamentul tumorilor hepatice denumit de acum HeRo.Below are the two component modules of the parallel modular system for guiding the laparoscopic ultrasound probe and the instruments for the treatment of liver tumors, now called HeRo.
Robotul paralel HeRo (1) este alcătuit conform Fig.l din două module robotice (3 și 4) care lucrează împreună în același sistem de coordonate cu scopul de a trata tumorile neoperabile identificate în volumul ficatului. Cele două module robotice sunt așezate pe un cadru(2) atașabil patului de tratament.The parallel robot HeRo (1) is composed according to Fig.l of two robotic modules (3 and 4) that work together in the same coordinate system in order to treat inoperable tumors identified in the volume of the liver. The two robotic modules are placed on a frame (2) attachable to the treatment bed.
Primul modul robotic al sistemului HeRo este destinat ghidării controlate a sondei ecografice pentru investigații hepatice și este compus la rândul lui din 2 mecanisme (5 și 6) al căror amplasament se poate observa în Fig.2.The first robotic module of the HeRo system is intended for the controlled guidance of the ultrasound probe for liver investigations and is in turn composed of 2 mechanisms (5 and 6) whose location can be seen in Fig.2.
în Fig. 3a este prezentat primul mecanism (5) din cadrul modului de ghidare a sondei ecografice laparoscopice (32), acesta fiind un mecanism cu 3 grade de mobilitate prin intermediul căruia se realizează poziționarea sondei ecografice laparoscopice (32). Poziționarea sondei ecografice în plan orizontal se face prin acționarea moto-reductoarelor (22 și 24). Prin acționarea motoreductorului (22) are loc rotirea tijei filetate (25) care este lăgăruită în elementele (7 și 23) și care formează un mecanism șurub- piuliță cu piulița (26). Tija (27) este încastrată în piulița (26) și prin intermediul unui canal, trece prin platforma mobilă (20a); la celălalt capăt, tija (27) este încastrată în cupla de translație (14) care alunecă pe tija (13), tijă încastrată la ambele capete între elementele (12 și 18). Prin acționarea moto-reductorului (24) are loc rotirea tijei filetate (17) care este lăgăruită în elementele (18 și 23) și care formează un mecanism șurub- piuliță cu piulița (19). Tija (11) este încastrată în piulița (19) și prin intermediul unui canal, trece prin platforma mobilă (20a); la celălalt capăt, tija (11) este încastrată în cupla de translație (10) care alunecă pe tija (9), tijă încastrată la ambele capete între elementele (7 și 12). Prin acest mecanism are loc poziționarea platformei mobile (20a) în plan orizontal. Pe platforma (20a) sunt încastrate bara (21) și tija filetată (15a)care poziționează în plan vertical platforma mobilă (20). Prin acționarea moto-reductorului (1 Q-^iiilița Ț· 2 lA8 a 2018 01143in FIG. 3a presents the first mechanism (5) in the guidance of the laparoscopic ultrasound probe (32), this being a mechanism with 3 degrees of mobility through which the positioning of the laparoscopic ultrasound probe is performed (32). The positioning of the ultrasound probe in the horizontal plane is done by operating the gearmotors (22 and 24). By actuating the gear motor (22), the threaded rod (25) is rotated, which is pushed into the elements (7 and 23) and which forms a screw-nut mechanism with the nut (26). The rod (27) is embedded in the nut (26) and, through a channel, passes through the movable platform (20a); at the other end, the rod (27) is embedded in the translation coupling (14) which slides on the rod (13), the rod embedded at both ends between the elements (12 and 18). By actuating the gear motor (24), the threaded rod (17) is rotated, which is pushed into the elements (18 and 23) and which forms a screw-nut mechanism with the nut (19). The rod (11) is embedded in the nut (19) and, through a channel, passes through the movable platform (20a); at the other end, the rod (11) is embedded in the translation coupling (10) which slides on the rod (9), the rod embedded at both ends between the elements (7 and 12). Through this mechanism the positioning of the mobile platform (20a) in the horizontal plane takes place. The bar (21) and the threaded rod (15a) are embedded on the platform (20a) which position the mobile platform (20) vertically. By operating the gear motor (1 Q- ^ iiilița Ț · 2 lA 8 a 2018 01143
27/12/2018 (15) execută mișcare de roto-translație pe tija filetată (15a), în același timp platforma mobilă (20) translatează pe tija (21). Prin intermediul acestui prim mecanism (5) se realizează poziționarea celui de al doilea mecanism (6). Cel de al doilea mecanism (6) este compus dintru-un ghidaj circular (31) care este încastrat în platforma mobilă (20). Pe acest ghidaj circular (31), translatează alt ghidaj circular(28) a cărui deplasare se face prin intermediul motorului(30). Pe ghidajul (28) translatează instrumentul de manipulare a sondei ecografice laparsocopice (32), a cărui deplasare se realizează prin intermediul motorului (29). Prin folosirea celor două ghidaje circulare (28 și 31) se obține un RCM(Remote Center of Motion) mobil, rezultând într-un volum mai mare al spațiului de lucru.27/12/2018 (15) performs roto-translational movement on the threaded rod (15a), at the same time the mobile platform (20) translates on the rod (21). By means of this first mechanism (5) the positioning of the second mechanism (6) is achieved. The second mechanism (6) is composed of a circular guide (31) which is embedded in the movable platform (20). On this circular guide (31), translate another circular guide (28) whose movement is made by means of the motor (30). On the guide (28) translates the instrument for manipulating the laparsocopic ultrasound probe (32), which is moved by means of the motor (29). By using the two circular guides (28 and 31) a mobile RCM (Remote Center of Motion) is obtained, resulting in a larger volume of workspace.
Cel de al doilea modul (4) al sistemului robotic HeRo (1) este destinat ghidării controlate a instrumentului de tratament și este compus la rândul lui din 2 mecanisme (33 și 34) al căror amplasament se poate observa în Fig.4.The second module (4) of the HeRo robotic system (1) is intended for the controlled guidance of the treatment instrument and is in turn composed of 2 mechanisms (33 and 34) whose location can be seen in Fig.4.
în Fig. 5a este prezentat primul mecanism (33) din cadrul modului de ghidare a instrumentului de tratament (64), acesta fiind un mecanism cu 3 grade de mobilitate prin intermediul căruia se realizează poziționarea instrumentului de tratament (64). Poziționarea instrumentului în plan orizontal se face prin acționarea moto-reductoarelor (55 și 54). Prin acționarea moto-reductorului (55) are loc rotirea tijei filetate (48) care este lăgăruită în elementele (53 și 47) și care formează un mecanism șurub- piuliță cu piulița (50). Piulița (50) este conectată cu platforma mobilă (37) prin intermediul cuplelor pasive de rotație (46 și 38) și a elementului (44). Prin acționarea motoreductorului (54) are loc rotirea tijei filetate (49) care este lăgăruită în elementele (53 și 47) și care formează un mecanism șurub- piuliță cu piulița (52). Piulița (52) este conectată cu platforma mobilă (37) prin intermediul cuplelor pasive de rotație (51 și 43) și a elementului (45). Prin intermediul acestui mecanism are loc poziționarea în plan orizontal a platformei mobile (37). Platforma mobilă (37) execută mișcarea plan paralelă fiind atașată prin intermediul unui lagăr de alunecare pe bara (39), care este prevăzută la capete cu elementele (35 și 42) care translatează la rândul lor pe barele de alunecare (56 și 41). Cele două bare (56 și 41) sunt atașate cadrului (2) prin intermediul elementelor de fixare (36 și 40). Poziționarea în plan vertical a platformei mobile se face prin intermediul motorului (37a) care este conectat la o piuliță care execută mișcare de rototranslație pe tija filetată (37b) declanșând deplasare în plan vertical a platformei mobile (37c), platformă pe care se află cel de al doilea mecanism (34) al modulului (4). Cel de al doilea mecanism este compus de asemenea din două ghidaje circulare(59 și 61). Ghidajul circular (59) este încastrat în platforma mobilă (37c). Cu ajutorul motorului (58) are lor deplasare pe contur circular a elementului (57) căruia îi este atașat elementul (60) în care este încastrat cel de al doilea ghidaj circular (61). Pe ghidajul circular (61) se deplasează elementul (62) de care este atașat instrumentul de tratament (64). Deplasarea circulară a acestui a se face prin acționarea motorului (63). Prin folosirea celor două ghidaje circulare (28 și 31) se obține un RCM (Remote Center of Motion) mobil, rezultând într-un volum mai mare al spațiului de lucru.in FIG. 5a presents the first mechanism (33) in the guidance of the treatment instrument (64), which is a mechanism with 3 degrees of mobility through which the positioning of the treatment instrument (64) is performed. The positioning of the instrument in the horizontal plane is done by operating the gearmotors (55 and 54). By actuating the gear motor (55), the threaded rod (48) is rotated, which is pushed into the elements (53 and 47) and which forms a screw-nut mechanism with the nut (50). The nut (50) is connected to the movable platform (37) by means of the passive torques (46 and 38) and the element (44). By actuating the gear motor (54), the threaded rod (49) is rotated, which is pushed into the elements (53 and 47) and which forms a screw-nut mechanism with the nut (52). The nut (52) is connected to the movable platform (37) by means of the passive torques (51 and 43) and the element (45). This mechanism allows the mobile platform to be positioned horizontally (37). The mobile platform (37) performs the parallel plane movement being attached by means of a sliding bearing on the bar (39), which is provided at the ends with the elements (35 and 42) which in turn translate on the sliding bars (56 and 41). The two bars (56 and 41) are attached to the frame (2) by means of fasteners (36 and 40). The vertical positioning of the mobile platform is done by means of the motor (37a) which is connected to a nut which performs a rotational movement on the threaded rod (37b) triggering vertical movement of the mobile platform (37c), the platform on which the by the second mechanism (34) of the module (4). The second mechanism also consists of two circular guides (59 and 61). The circular guide (59) is embedded in the movable platform (37c). With the aid of the motor (58) it has a circular contour of the element (57) to which the element (60) is attached in which the second circular guide (61) is embedded. The element (62) to which the treatment instrument is attached (64) moves on the circular guide (61). The circular movement of this is done by operating the motor (63). By using the two circular guides (28 and 31) a mobile RCM (Remote Center of Motion) is obtained, resulting in a larger volume of workspace.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201801143A RO134190A2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ROA201801143A RO134190A2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RO134190A2 true RO134190A2 (en) | 2020-06-30 |
Family
ID=71112397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ROA201801143A RO134190A2 (en) | 2018-12-27 | 2018-12-27 | Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RO (1) | RO134190A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202100030071A1 (en) * | 2021-11-29 | 2023-05-29 | Fondazione St Italiano Tecnologia | SYSTEM FOR POSITIONING IN SPACE OF A TERMINAL EFFECTOR ORGAN, IN PARTICULAR OF DIAGNOSTIC OR SURGICAL EQUIPMENT, WITH REMOTE MOVEMENT CENTER OF MOVEMENT |
-
2018
- 2018-12-27 RO ROA201801143A patent/RO134190A2/en unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202100030071A1 (en) * | 2021-11-29 | 2023-05-29 | Fondazione St Italiano Tecnologia | SYSTEM FOR POSITIONING IN SPACE OF A TERMINAL EFFECTOR ORGAN, IN PARTICULAR OF DIAGNOSTIC OR SURGICAL EQUIPMENT, WITH REMOTE MOVEMENT CENTER OF MOVEMENT |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2887950T3 (en) | A robot-assisted system for transurethral surgery | |
| EP3410974B1 (en) | Surgical master-slave robot | |
| US7954397B2 (en) | Surgical slave robot | |
| KR101665744B1 (en) | Robotic system for laparoscopic surgery | |
| EP1363548B1 (en) | Diagnostic imaging interventional apparatus | |
| Young | Application of robotics to stereotactic neurosurgery | |
| RU2015129335A (en) | ENDOSCOPE FOR MINIMALLY INVASIVE SURGERY, AND ALSO A SURGICAL ROBOTIC SYSTEM | |
| CN108135660A (en) | Surgical robot system and its method | |
| RU2015129339A (en) | ACTIVE POSITIONING DEVICE FOR SURGICAL INSTRUMENT AND CONTAINING ITS SURGICAL ROBOTIC SYSTEM | |
| BR112012029169B1 (en) | surgical field from surgical system to a robotic surgical system, sterile surgical field, and sterile adapter | |
| KR101630794B1 (en) | Surgical robot system and active guide unit therewith | |
| KR20150022414A (en) | Laparoscopic surgical robot | |
| KR20140039418A (en) | Medical robot system | |
| CN111603244A (en) | Surgical robot | |
| CN110522491B (en) | Medical device | |
| EP3117966A1 (en) | Hybrid robot | |
| CN211534702U (en) | Intervene puncture system and have its diagnosis and treatment equipment | |
| CN111772728A (en) | Intelligent bone cutting system and bone cutting device | |
| RO134190A2 (en) | Parallel modular system for guiding laparoscopic ultrasound probe and instruments for the treatment of liver tumours | |
| CA3093452A1 (en) | Surgical robotic systems | |
| CN211534703U (en) | Intervene puncture system and have its diagnosis and treatment equipment | |
| CN211534705U (en) | Intervene puncture system and have its diagnosis and treatment equipment | |
| CN211534701U (en) | Intervene puncture system and have its diagnosis and treatment equipment | |
| RO134189A2 (en) | Prohep-lct-parallel robot for laparoscopic treatment of liver cancer | |
| CN211534700U (en) | Intervene puncture system and have its diagnosis and treatment equipment |