Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование принципов построения и создание робототехнических средств доставки радионуклидных микроисточников в опухолевую область при операциях брахитерапии.

Номер контракта: 14.575.21.0035

Руководитель: Грязнов Николай Анатольевич

Должность руководителя: Начальник НИО

Докладчик: Никитин Сергей Александрович, Младший научный сотрудник

Организация: федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики"
Организация докладчика: Федеральное государственное автономное научное учреждение "Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики"

Аннотация скачать
Постер скачать
Презентация скачать
Ключевые слова:
робот, роботизированный манипулятор, брахитерапия, радионуклидные микроисточники, рак предстательной железы

Цель проекта:
1. Реализуемый проект направлен на решение задач по увеличению точности позиционирования микроисточников, уменьшению травмируемости и отёков тканей, уменьшению общей дозы радиоактивного облучения, уменьшению времени проведения операции и времени восстановления пациента после операции. 2. Целью реализуемого проекта является разработка научно-технического задела в области создания роботизированных средств доставки радионуклидных микроисточников в опухолевую область при операциях брахитерапии для повышения точности введения радионуклидных микроисточников и обеспечения радиационной безопасности медицинского персонала.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Описание основных результатов: патентные исследования, анализ научных и информационных источников по исследованиям и разработкам в области роботизированной брахитерапии и методам проведения операций брахитерапии, подходы к созданию роботизированной системы для проведения манипуляций по введению радионуклидных микроисточников в опухолевую область, научно-методические основы построения мехатронных устройств перемещения гибких игл в разноплотных средах, анализ возможных вариантов управления роботизированной системой по данным, получаемым с УЗ сканеров, конструктивно-компоновочное решение по сопряжению макета роботизированной системы с УЗ сканерами, математическая модель движения иглы по криволинейной траектории, численный расчёт параметров движения иглы, алгоритмы функционирования макета роботизированной системы, ПО управления макетом, ПО управления системой сопряжения, анализ и выбор компонентной базы роботизированной системы, конструкторская документация.
2. Внедрение роботизированных систем в медицинскую практику позволит повысить качество оказываемой медицинской помощи за счёт увеличения точности наведения хирургического инструмента, автоматизации выполнения хирургических манипуляций и повышения безопасности медицинского персонала. Имеются перспективы получения результатов, охраноспособных с точки зрения патентного права.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. В результате выполнения проекта будет создан экспериментальный образец роботизированной системы для брахитерапии, также в рамках проекта будут организованы и выполнены опытно-конструкторские/технологические работы, в результате которых будут разработаны комплекты РКД для постановки на производство роботизированных комплексов для брахитерапии.
2. Впервые в отечественной медицинской практике для реализации процедуры брахитерапии предложены мехатронные технологии и роботизированные системы. В процессе создания и разработки такой системы был сделан упор на использование универсального, технологического, коллаборативного робота-манипулятора с открытой архитектурой программного обеспечения. Такое технологическое решение позволит существенно расширить поле взаимодействия хирурга и робота-манипулятора, реализовать технические задачи, а также на должном уровне обеспечить безопасность медицинского персонала и пациентов. Важной составляющей является внедрение инновационной технологии эффекта полного или частичного присутствия на базе очувствлённых управляющих джойстиков с обратной связью по усилию.
3. Несмотря на высокую активность в области экспериментальных исследований по роботизации брахитерапии, в мире созданы только лабораторно-экспериментальные образцы и отсутствуют полноценные коммерческие продукты. Для объективной оценки и сопоставления с результатами аналогичных работ необходимо провести ряд экспериментальных исследований, запланированных на следующем этапе выполнения работ.
4. Достижение заявленных результатов обеспечивается за счёт продуктивного сотрудничества с индустриальным партнёром, заинтересованным в реализации данного проекта.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Разработка роботизированной системы брахитерапии, реализуемой на базе универсальной технологической платформы, позволит расширить области применения с брахитерапии на хирургические операции, схожие по своим действиям. Это могут быть операции по биопсии, эндоскопии, лапароскопии и др. Использование результатов данного проекта позволит получить следующие социально-экономические эффекты: улучшение качества жизни и здоровья населения, увеличение продолжительности жизни, улучшение эффективности оказываемой населению медицинской помощи, совершенствование применяемой в нашей стране медицинской техники в направлении её интеллектуализации и роботизации.
2. Перспективы использования планируемых результатов связаны с разработкой рекомендаций по возможности использования результатов работы в медицинской практике, разработке технических требований и предложений по разработке, производству и эксплуатации роботизированной системы.
3. Формируемый научно-технический задел в области создания роботизированных средств доставки радионуклидных микроисточников в опухолевую область при операциях брахитерапии позволит обеспечить необходимый уровень знаний и опыта по разработке таких систем для создания научно-технического потенциала. Это позволит увеличить количество разработок по различным медицинским направлениям в области хирургии. Тесное взаимодействие научных исследований и производственного комплекса в лице института и индустриального партнёра соответственно позволит создать коммерческий продукт и вывести его на рынок, что является одной из задач по достижению цели проекта.
4. Основываясь на данных патентных исследований, научно-исследовательских отчётов и полученных, в ходе работы, результатов по данному проекту, имеются потенциал к формированию трендов и подходов в области создания роботизированных медицинских технологий (систем). С целью демонстрации и популяризации результатов работы планируется участие в международных конференциях, выставках и форумах.

Текущие результаты проекта:
На данный момент, в рамках проекта разработана эскизная конструкторская документация на макет и экспериментальный стенд роботизированный системы. Предложено конструктивно-компоновочное решение устройства перемещения игл, системы сопряжения УЗИ сканера с макетом роботизированной системы. Разрабатывается программное обеспечение управления макетом роботизированной системы, экспериментальным стендом и системой сопряжения УЗИ сканера и макета.