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
Еще по теме Служебное назначение изделия:
- Классификация изделий медицинского назначения в зависимости от характеристик металлов для выбора методов предстерилизационной очистки______________________
- Параграф третий. О служебной естественной силе
- Концепт в основе создания Изделия
- Хлебобулочные и мукомольно-крупяные изделия
- Принципы в основе создания Изделия
- Периодичность и виды контроля за стерилизацией медицинских изделий и соблюдением асептических условий
- Решение задачи о назначении.
- § 2. Поводы обязательного назначения судебно-психологической экспертизы
- Аппараты общего назначения
- 5.6.Общие рекомендации при назначении иммунотропных препаратов.
- Порядок назначения и организация обеспечения больных лечебным питанием
- 3. порядок назначения лекарственных средств.
- Сроки назначения АРП беременным.