<<
>>

Служебное назначение изделия

Ассистирующий мехатронный хирургический комплекс - медицинское изделие для выполнения полного, законченного цикла комплексного хирургического вмешательства урологического профиля через небольшие (диаметром 10^20 мм) разрезы на животе пациента, специальным миниатюрным хирургическим инструментом, в условиях минимальной травмы и/или сохранения органов и минимальной потере крови.

АМХК для урологии позволяет выполнить полный цикл следующих типов урологических операций:

• радикальная простатэктомия;

• нефрэктомия;

• резекция почки;

• пиелопластика;

• цистэктомия;

• взятие донорской почки;

• уретеролитотомия;

• тазовая лимфаденэктомия;

• адреналэктомия;

• пластика цистоцеле;

• иссечение кисты почки;

• лимфаденэктомия;

• нефропексия;

• пересадка мочеточника;

• уретерэктомия;

пластика ректоцеле;

• операция по поводу варикоцеле;

• пластика мочеточника;

• вазостомия;

и иных операций на органах мочевой системы, мужской половой системы, заболеваний надпочечников и других патологических процессов в забрюшинном пространстве.

АМХК создается на основе принципов роботохирургии и имеет следующие отличия от традиционной операции:

• обладает наилучшими технологическими возможностями для операций по удалению раковых образований;

• обеспечивает значительно меньшую кровопотерю;

• обеспечивает значительное сокращение времени пребывания в больнице;

• значительно сокращает болевые эффекты и страдания больного на стадии реабилитации;

• значительно сокращает риски инфицирования и осложнений;

• обеспечивает быстрое восстановление и возвращение к полноценной деятельности;

• обеспечивает минимальные послеоперационные рубцы.

АМХК должен обеспечивать возможность хирургического вмешательства для пациентов со следующими характеристиками:

• рост - без ограничений;

• вес - без ограничений, по показаниям;

• пол - без ограничений;

• возраст - без ограничений, по показаниям.

Свое служебное назначение АМХК реализует с помощью исполнительных поверхностей хирургического инструмента.

Служебное назначение выполняется на основе наличия у АМХК следующих основных технических возможностей (характеристик):

1) Обеспечение смены, крепления и управления специальным хирургическим инструментом;

2) Обеспечение доставки, позиционирования и удержания инструмента в операционном поле;

3) Обеспечение достаточной, для проведения операции, точности позиционирования и перемещения инструмента;

4) Обепечение перемещения инструмента, пропорционального и масштабируемого, отностительно движения руки хирурга;

5) Обеспечение перемещения инструмента для реализации полного технологического цикла урологического хирургического вмешательства;

6) Обеспечение максимально-полного обзора операционного поля;

7) Обеспечение возможности оптической фокусировки и оптического масштабирования на отдельные части или на все операционное поле, а также обеспечение возможности обзора при смене операционных полей;

8) Обеспечение передачи команд, исходящих от хирурга по выполнению полного цикла урологического хирургического вмешательства, на исполнительную поверхность инструмента;

9) Обеспечение удаления отходов возникающих при хирургическом вмешательстве;

10) Обеспечение одновременной работы двух инструментов;

11) Обеспечение вспомогательных технологий, обеспечивающих максимально полное и безопасное исполнение урологической операции.

Аналогом для сравнения выбран роботохирургический комплекс Da Vinci, который является монополистом на рынке роботохирургических услуг. В открытых источниках, прежде всего официальных, фирма Intuitive Surgical, которая представляет и продает эти комплексы, заявляет определённые характеристики своего изделия. Именно по этим характеристикам, с дополнительным расширением списка и будет выполнено сравнение создаваемого АМХК и аналога. На данном этапе, когда проектная проработка только будет выполняться, числовые значения значительного количества технических характеристик АМХК не определены или не уточнены, а следовательно корректно не могут быть представлены, одновременно многие технические характеристики хирургичекого робота Da Vinci публично фирмой не указываются, за исключением вошедших в техническое задание, поэтому сравнение будет выполнено в двух категориях: количественные значения; качественные оценки относительно аналога (соответствует, превосходит, уступает, отсутствует) (Таблица 6.1)

Таблица 6.1 - Сравнение разрабатываемого АМХК с аналогом

№ п/п Значение Da

Vinci

АМХК
1 2 3 4
Комплекс роботизированный хирургический эндоскопический
1.
Характеристики стойки пациента
а) стойка должна состоять из тележки пациента с электроприводом, не менее чем 3-х роботизированных манипуляторов для хирургических инструментов и не менее чем 1-го манипулятора для камеры (трехмерного эндоскопа), управляемых дистанционно с консоли хирурга Превосходит

аналог

б) конструкция стойки должна обеспечивать возможность размещения пациента на операционном столе (тележке пациента) для проведения операций на различных участках тела с помощью роботизированных манипуляторов Соответствует

аналогу

в) манипуляторы должны иметь возможность оснащения хирургическими инструментами многоразового использования диаметром не менее чем 5 и не

более чем 12 мм

Соответствует

аналогу

г) должна быть возможность смены операционных инструментов на манипуляторах вручную ассистентом хирурга Превосходит

аналог

д) манипуляторы должны запоминать последнее положение бранш инструмента, чтобы при установке нового (или замены того же) инструмента его положение задавалось автоматически Соответствует

аналогу

е) не менее 2-х инструментальных манипуляторов должны быть специфицированы для работы с левой и правой сторон соответственно. Один манипулятор - для работы с левой стороны и один - для работы с правой Соответствует

аналогу

ж) не менее одного инструментального манипулятора должно быть унифицировано для работы, как с левой, так и с правой стороны Соответствует

аналогу

п/п

Значение Da Vinci АМХК
з) стойка пациента должна обладать электроприводом с возможностью дроссельного регулирования скорости и направления хода и рулевым управлением с возможностью поворота по кривой радиусом не менее 1

метра

Превосходит
и) обязательно наличие защиты от несанкционированного перемещения

стойки

Превосходит
к) обязательно наличие ручного механического отключения электропривода стойки Соответствует

аналогу

л) обязательно наличие системы экстренной ручной деактивации и принудительного подавления механической активности Превосходит
м) установочные сочленения инструментальных манипуляторов и манипулятора камеры должны обладать механической тормозной системой.
Тормозная система должна быть «пассивно-активированной», то есть осуществлять торможение при отсутствии сигналов и/или электропитания.
Превосходит
н) инструментальные манипуляторы и манипулятор камеры должны обладать системой цветовой индикации состояния и статуса каждого манипулятора в частности и всего комплекса в целом Превосходит
о) обязательно наличие сменного воздушного фильтра Соответствует

аналогу

п) контроллеры манипулятора камеры и инструментальных манипуляторов должны находиться непосредственно на стойке пациента. Превосходит
р) обязательно наличие системы охлаждения контроллеров манипуляторов Превосходит
с) стойка должна обладать средствами интерфейса для обеспечения работы в составе комплекса и передачи данных по оптоволоконному

кабелю

Превосходит
т) манипулятор камеры и инструментальные манипуляторы должны обладать системой механической фиксации канюли с возможностью экстренного ручного отсоединения в любой момент работы системы Соответствует аналогу

п/п

Значение Da Vinci АМХК
2. Характеристики консоли хирурга
а) хирург должен иметь возможность работать за пределами стерильного поля операционной с передачей информации на манипуляторы дистанционно Соответствует аналогу
б) управление трехмерным эндоскопом и инструментами на манипуляторах должно осуществляться при помощи не более чем двух регуляторов (главных контроллеров хирурга) и не более чем 4-х ножных

педалей

Превосходит
в) должно быть обеспечено не менее 8 степеней свободы главных контроллеров хирурга Превосходит
г) наблюдать за ходом операции хирург должен в стереовидоискатель, имитирующий естественное соотношение угла зрения хирурга с положением рук и инструментов (наконечники инструментов должны соответствовать положению рук хирурга на регуляторах основных

манипуляторов)

Превосходит
д) должна быть обеспечена возможность ступенчатого увеличения изображения на стереовидеоискателе не менее чем до десятикратного Превосходит
е) должна быть обеспечена возможность регулировки высоты окуляра консоли хирурга Превосходит
ж) должна быть обеспечена возможность регулировки угла наклона окуляра консоли хирурга в вертикальной плоскости, параллельной направлению взгляда хирурга в рабочем режиме Превосходит
з) должна быть обеспечена возможность регулировки высоты подлокотников консоли хирурга Превосходит
и) должна быть обеспечена возможность регулировки глубины расположения панели педалей консоли хирурга Превосходит
к) консоль хирурга должна обладать возможностью сохранения не менее десяти профилей положения окуляра, подлокотников и панели педалей с возможностью перемещения их в заранее заданные положения выбрав тот

или иной профиль

Превосходит
л) обязательно наличие меню регулирования яркости, контрастности и насыщенности изображения в окуляре консоли хирурга Превосходит
м) требуется возможность блокировать отдельные манипуляторы с помощью рычагов управления, расположенных на консоли хирурга Соответствует аналогу

п/п

Значение Da Vinci АМХК
н) консоль хирурга должна быть оснащена активным датчиком, следящим за положением головы хирурга.
При удалении головы хирурга от окуляра на расстояние не более чем на 10 см, все инструментальные манипуляторы и манипулятор камеры должны быть заблокированы и зафиксированы тормозной системой.
Превосходит
о) консоль должна обладать средствами интерфейса для обеспечения работы в составе комплекса и передачи данных по оптоволоконному

кабелю

Превосходит
п) обязательно наличие системы экстренной ручной деактивации и принудительного подавления механической активности комплекса Соответствует аналогу
р) обязательно наличие сменного воздушного фильтра Соответствует аналогу
п) контроллеры органов управления должны находиться непосредственно

на консоли хирурга

Превосходит
р) обязательно наличие системы охлаждения контроллеров органов

управления

Соответствует
с) должна быть предусмотрена возможность выбора режима воспроизведения видеопотока между двухмерным и трехмерным Соответствует
т) обязательно наличие педали для регулировки фокусного расстояния

линзы камеры.

Превосходит
у) требуется возможность регулировки мощности звука связи с

ассистентом

Соответствует
ф) главные контроллеры консоли хирурга должны обладать кнопками их временной деактивации для перемещения в области работы рук хирурга без перемещения инструментов в операционном поле Превосходит
3. Характеристики видеостойки
а) назначение - размещение центрального системного блока обработки данных и видеооборудования Превосходит
б) должны иметься регулируемые полки для дополнительного хирургического оборудования Соответствует
в) на видеостойке должен располагаться сенсорный экран, диагональю не менее 24-х дюймов, на который может выводиться панель управления для ассистента хирурга (оператора стойки) Превосходит

п/п

Значение Da Vinci АМХК
г) во время операции видеостойкой должен иметь возможность управлять нестерильный оператор Соответствует
д) видеостойка должна содержать встроенный источник света, яркость свечения источника света должна регулироваться Соответствует
е) программное обеспечение центрального системного блока должно обладать возможностью модернизации Превосходит
ж) видеостойка должна обладать средствами интерфейса для обеспечения работы в составе комплекса и передачи данных по оптоволоконному

кабелю

Превосходит
з) должна быть предусмотрена возможность выбора режима воспроизведения видеопотока между двухмерным и трехмерным Соответствует
и) требуется наличие дуплексной звуковой связи между оператором консоли хирурга и ассистентом, работающим около стола пациента Соответствует
к) обязательно требуется наличие возможности настройки точности изображения, поступающего с двух головок камеры, для обеспечения корректной передачи видеопотока в трехмерном режиме Соответствует
л) видеостойка должна быть оснащена не менее чем двумя креплениями для баллонов с углекислым газом емкостью не менее 10 литров каждый Соответствует
м) программное обеспечение центрального блока обработки данных, расположенного на видеостойке, должно обеспечивать связь с консолью хирурга и стойкой пациента, координировать действия каждого компонента системы, концентрировать данные, получаемые от всех компонентов системы и обеспечивать стабильный алгоритм передачи движений рук хирурга на инструменты, установленные на стойке пациента.
Алгоритм должен фильтровать естественный тремор рук хирурга, и исключать возможность перерегуляции по цепочке обратной

связи

Превосходит
н) должно быть не менее трех режимов масштабирования транслируемых

движений

Превосходит
о) обязательно наличие интерфейса, позволяющего подключить к видеостойке дополнительное оборудование с целью ввода и вывода

видеосигнала

Превосходит
п) сенсорный экран должен быть установлен на подвижной кронштейне с возможностью его поступательного перемещения по трем взаимно перпендикулярным осям и регулировки угла наклона и поворота вокруг

вертикальной оси

Превосходит

п/п

Значение Da Vinci АМХК
4. Номинальное напряжение питания
а) Консоль хирурга - 100/120/230 В AC, 50/60 Гц Соответствует
б) Тележка пациента - 100/120/230 В AC, 50/60 Гц Соответствует
в) Видеостойка - 100/120/230 В AC, 50/60 Гц Соответствует
5. Наличие системы автономного аварийного электропитания
Аккумуляторного типа на консоли пациента, обеспечивающее питание не менее чем на не менее 30 минут работы консоли Разрабатывается
6. Тип программного обеспечения
Модульная специализированная операционная система с возможностью обновления и модификации Превосходит
7. Способ генерации управляющих сигналов для подвижных механических элементов
На основании алгоритма слежения за устройствами ввода данных, в том числе за контроллерами хирурга Превосходит
8. Максимальная потребляемая мощность (всего комплекса)
не более 3500 Ватт Соответствует
9. Способ контроля движений манипуляторов
Визуальная обратная связь через окуляр хирурга Превосходит
10. Количество видеоканалов обратной связи хирурга
не менее 2 Превосходит

п/п

Значение Da Vinci АМХК
11. Разрешение видеосигнала обратной связи
не менее 1920 Х 1080 пикселей Соответствует
12. Длина кабелей интерфейса консолей
не менее 15 м Соответствует
13. Устройство селекторной связи ассистента и хирурга
дуплексного типа с регулируемой громкостью Соответствует
14. Требования ТЗ госконтракта
Обеспечиваемое количество степеней свободы съемного инструмента 6 6
Количество сочленений манипулятора с инструментом 5 4

(не более)

Диапазон изменения пропорций управляющего воздействия достаточный 1 до 50
Радиус перемещения манипулятора 1200 1000
Количество манипуляторов 5 3
Г лубина резкости видеоэндоскопа 100 4 - 100
Угол поля зрения видеоэндоскопа 120 120
Оптическое увеличение видеонасадки 10 10
Разрешение матрицы видеонасадки 1920х1080 1920х1080
Контрольные мониторы ассистентов 2 2
Время автономной работы 30 5

п/п

Значение Da Vinci АМХК
15. Характеристики, планируемые по результатам разработки
Точность позиционирования инструмента 1-0,5

(справочно)

0,05
Удобство управления Аналоговая Цифровая
Компактность комплекса в целом Не

обеспечивается

Обеспечивается
Вес комплекса 1500 кг 400 кг
Размер комплекса (занимаемая площадь) 5 м2 3 м2
Использование в условиях стандартной операционной Не

обеспечивается

Обеспечивается
Мобильность Не

обеспечивается

Обеспечивается

(компактная

версия)

Стоимость владения Более 6 млн. руб. в год 1,5-2 млн. руб. в год

(предварительно)

Хирургические приемы и технологии Стандарт Обеспечивается

возможность

новых

технологий

Диагностические и терапевтические манипуляции Ограничено Обеспечивается

Разрабатываемый АМХК построен на новых принципах и является хирургическим комплексом следующего поколения в сравнении с роботом Da Vinci. Залогом инновационного решения является:

• высокоточный манипулятор имеющий в основе параллельную структуру,

что позволяет обеспечить:

оточность 50 мкм, в перспективе предложенная конструкция позволяет достичь точности 5 мкм;

о компактность, размер манипулятора составит 35*35 см; о высокая жёсткость манипулятора, превосходящая в 5 раз аналоги; о возможность нести больший вес, превосходя аналоги в 7 раз.

• числовая система управления, позволяющая в цифровом формате одновременно контролировать 256 каналов управления;

• мехатронный, высокоточный (10 мкм.) контроллер хирурга;

• система, обеспечивающая тактильные ощущения;

• компактность конструкции и возможность реализовать мобильную версию хирургического комплекса;

Данный подход дает возможность получить Российский, конкурентоспособный на мировом рынке, хирургический комплекс. Создание российского хирургического робота на основе копирования основных принципы Da Vinci , повторенных в еще сорока разрабатываемых в настоящее время аналогов - лишено всякого смысла.

6.6

<< | >>
Источник: КОЛОНТАРЕВ КОНСТАНТИН БОРИСОВИЧ. РОБОТ-АССИСТИРОВАННАЯ РАДИКАЛЬНАЯ ПРОСТАТЭКТОМИЯ. Диссертация на соискание ученой степени доктора медицинских наук. Москва, 2015. 2015

Скачать оригинал источника

Еще по теме Служебное назначение изделия:

  1. Классификация изделий медицинского назначения в зависимости от характеристик металлов для выбора методов предстерилизационной очистки______________________
  2. Параграф третий. О служебной естественной силе
  3. Концепт в основе создания Изделия
  4. Хлебобулочные и мукомольно-крупяные изделия
  5. Принципы в основе создания Изделия
  6. Периодичность и виды контроля за стерилизацией медицинских изделий и соблюдением асептических условий
  7. Решение задачи о назначении.
  8. § 2. Поводы обязательного назначения судебно-психологической экспертизы
  9. Аппараты общего назначения
  10. 5.6.Общие рекомендации при назначении иммунотропных препаратов.
  11. Порядок назначения и организация обеспечения больных лечебным питанием
  12. 3. порядок назначения лекарственных средств.
  13. Сроки назначения АРП беременным.
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -