ربات آندوسکوپی محققان دانشگاه امیرکبیر به کمک جراحان می‌آید

محققان دانشگاه صنعتی امیرکبیر ایران موفق به طراحی و ساخت یک ربات آندوسکوپی شدند که سرعت و دقت جراحی‌های آندوسکوپی را به میزان زیادی افزایش می‌دهد.



طرح ربات آندوسکوپی که اجرای آن با همکاری محققان دانشگاه مریلند و موسسه تحقیقاتی شیخ زاید در آمریکا صورت گرفت، از حدود دو سال قبل در قالب طرح تحقیقاتی 'مجتبی کریمی' دانشجوی کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی امیرکبیر تعریف شده و اکنون در مرحله ثبت اختراع بین المللی است.

این ربات در پنجمین مسابقات بین المللی رباتیک جام امیرکبیر که هفته گذشته به میزبانی دانشگاه امیرکبیر برگزار شد، مقام اول لیگ ربات های پزشکی را به دست آورد.

مجتبی کریمی در مورد جزییات طراحی و ساخت ربات آندوسکوپی به خبرنگار علمی ایرنا توضیح داد: این طرح تحقیقاتی با عنوان طراحی و ساخت ربات با 2 درجه آزادی و با قابلیت تصویربرداری استریو به صورت بی سیم برای جراحی های لاپراسکوپی انجام گرفته است.

وی افزود: در جراحی های مرسوم لاپراسکوپی، سه سوراخ در بدن بیمار ایجاد می شود که دوربین را از طریق یکی از این منافذ و ابزار جراحی را از طریق دو منفذ دیگر وارد حفره شکمی بیمار می کنند اما با استفاده از ربات آندوسکوپی، یک سوراخ کمتر در شکم بیمار ایجاد خواهد شد زیرا دوربین از طریق یک سوراخ وارد شکم بیمار می شود و با یک مغناطیس از بیرون بدن و سطح پوست بیمار، دوربین را داخل شکم نگه می داریم و نیازی به سیم های رابط برای نگه داشتن دوربین نیست.

این محقق جوان به برخی مشکلات رایج پزشکان جراح هنگام عمل لاپراسکوپی اشاره کرد و گفت: در حین عمل جراحی، پزشک به طور طبیعی قادر به دیدن داخل شکم بیمار نیست و تصاویر را از طریق مانیتور و عینک مخصوص که به دوربین اتصال دارد، دریافت می کند و از آنجا که دوربین روی پوست نگه داشته می شود، شوک ها و لرزش هایی که در بدن ایجاد می شود، روی تصاویر تاثیر می گذارد و تصویرهای لرزان به چشم پزشک ارسال می شود که تمرکز وی را به هم می زند.

وی افزود: در ربات ابداعی و به منظور پایدارسازی تصاویر، الگوریتم های جدیدی طراحی و پیاده سازی شده که با ترکیب آنها با داده های سنسورهای شتاب سنج و سرعت زاویه ای (ژیروسکوپ) موفق شدیم تصویر را به صورت ثابت درآوریم که این کار‍، ضمن جلوگیری از عصبی شدن و از بین رفتن تمرکز جراح، دقت و سرعت انجام عمل جراحی را نیز افزایش می دهد.

کریمی در تشریح دیگر مزایای این ربات آندوسکوپی گفت: ربات ما به دلیل داشتن 2 درجه آزادی، قابلیت حرکت به صورت عمودی و افقی را دارا است و جراح می تواند زاویه دید خود را به راحتی تغییر دهد و هر منطقه از عمل جراحی را که مدنظر دارد، به خوبی مشاهده کند.

وی تصریح کرد: در دوربین های معمولی، تصاویر تک بعدی تهیه می شود که امکان تشخیص عمق و فاصله دقیق وجود ندارد یا به دشواری صورت می گیرد اما در ربات آندوسکوپی، به دلیل استفاده از دو دوربین همزمان، دید استریو ایجاد می شود و جراح می تواند در داخل شکم، عمق و فاصله ها را به راحتی و با دقت بالا تشخیص دهد و این کار از خطاهای پزشکی می کاهد.

محقق طرح ربات آندوسکوپی، مجهز بودن به سیستم شارژ وایرلس (بدون سیم) را یکی از مزایای این ربات ذکر کرد و گفت: ربات با استفاده از باتری داخلی تا 36 دقیقه کار می کند و در جراحی های طولانی مدت هم می توان با استفاده از ابزاری که برای شارژ طراحی کردیم از فاصله 5 سانتیمتری و به صورت بی سیم، ربات را شارژ کرد و به این ترتیب، نگرانی از اتمام باتری در حین عمل جراحی وجود نخواهد داشت.

وی یادآور شد: از آنجا که داخل شکم بیمار کاملا تاریک است و پزشکان هنگام عمل جراحی نیاز به روشنایی دارند و روشنایی باید به تناسب مناطق مختلف حفره شکمی تغییر کند، یک سیستم اتوماتیک کنترل روشنایی با LED های High Power با سنسورهای تشخیص شدت نور برای ربات طراحی کردیم که نور تصاویر ارسالی را اندازه گیری کرده و شدت روشنایی را بر اساس آن تنظیم می کند بنابراین روشنایی داخل حفره شکمی هر لحظه به صورت خودکار کنترل می شود تا نور آنقدر زیاد نباشد که چشم جراح را اذیت کند و نه آنقدر کم باشد که جراح نتواند وضعیت حفره شکمی را مشاهده کند.

به گفته کریمی، نمونه آزمایشگاهی ربات آندوسکوپی تمام مراحل آزمایشی را با موفقیت پشت سرگذاشته و برای بکارگیری در اتاق عمل جراحی، باید مواد سازنده آن به مواد سازگار با اندام های داخلی بدن تغییر پیدا کند که اقداماتی به همین منظور در دست انجام است.

'سعید شیری' استاد رباتیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر و 'محسن بهرامی' استاد مکانیک دانشگاه امیرکبیر، راهنمایی پروژه طراحی و ساخت ربات آندوسکوپی را برعهده داشتند.

'سروش صادق نژاد'

منبع :

مرور مباحث حسابان
  برای شرکت در کلاس کلیک کنید( چهارم ریاضی)
دبیر : احسان کریمی