Mérőrendszer tervezése laparoszkópos varrógéphez
Mérőrendszer tervezése laparoszkópos varrógéphez
Gulyás János BSc VII. évf., Dávid Bálint BSc VII. évf., Hajtman Alfréd BSc VII. évf.
e-mail: gujankic@gmail.com
Konzulens: Dr. Kiss Rita, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék
e-mail: rita.kiss@mogi.bme.hu
A projekt célja az orvosi gyakorlatban használatos ún. laparoszkópos varrógépek továbbfejlesztése, úgy, hogy egy olyan mérőrendszerrel látjuk el, amely az azt használó orvosok számára hasznos, a sikeres műtét szempontjából kritikus információt képes szolgáltatni. Dr. Papp Géza, az Uzsoki Kórház sebésze fogalmazta meg az igényt erre a fejlesztésre és kereste meg az egyetemet, tehát a felvetett problémáknak van létjogosultsága.
A laparoszkópos varrógépek tisztán mechanikus szerkezetek, melyek az eszköz pofái közé szorított szövetekbe apró kapcsokat helyeznek el egymással párhuzamosan több sorban, és ezek között szétvágják a kapcsokkal lezárt szövetet. Ezt a mechanikát a sebész kéziereje vezérli. A szöveti ellenállás (varrógépen keresztüli) tapintása és a műtéti monitor képén a szövet látható deformálódása adja azt a visszajelzést, amely alapján a sebész a megfelelő kapocsméretet kiválaszthatja. Különböző betegek, eltérő szöveti szerkezettel rendelkezhetnek. Bizonyos betegségek más és más struktúrát, szöveti vastagságot, kompresszióra való alkalmasságot eredményeznek. Így csupán tapintásra, vagy a látható deformálódásra hagyatkozás jelentős szubjektumot hordoz, kvantitatív mérés igénye merül fel.
Alapvetően két paramétert kell vizsgálni: a kompressziós nyomást és a szöveti vastagságot. Ha a kompresszió nem elegendő, az átvágott felszínen vérzés jelentkezik, hiszen a szövetekben átvágott erekben uralkodó nyomás nagyobb lesz, mint a varratsort adó kapcsok által létrehozott kompresszió. Ha a kompresszió túlzott, az a szövetek töréséhez, szétmállásához vezet. Ha az összenyomás megfelelő, de az összefogott szövetek vastagságánál alacsonyabb lábú kapcsokat használunk, az nem tudja átfogni és rögzíteni a varratsort, így az a műtét utáni szakaszban kinyílhat, ha pedig túl nagy kapcsokat használunk, az a varratsor le nem zárását vagy vérzést okozhat.
Kutatásunk során feltártuk a varrógép belső szerkezetét, majd megoldási módszereket vázoltunk az imént említett paraméterek (kompressziós nyomás és szöveti vastagság) mérésére. Kiválasztottuk a megfelelő szenzorokat, majd ezt követően szimulációkat végeztünk a szerkezet valós működésével kapcsolatban (3D modellezés, VEM analízis). Egy kézszorító-erő mérésére alkalmas eszközzel több, az Uzsoki Kórházban dolgozó sebész paramétereit vizsgáltuk, melyek a mérés szempontjából fontosak, ezáltal következtetéseket tudtunk levonni a végeselemes szimuláció beállításaihoz. Megterveztük a szenzorok jeleit feldolgozni képes egyedi nyomtatott áramkört. A szenzorok által mért adatok és a valós mérendő mennyiségek közötti karakterisztikák kiméréséhez mérési koncepciót állítottunk fel.
A projekt folytatásaként szeretnénk megvalósítani az általunk megtervezett elemeket, és a mért adatokat az orvosok számára is megfelelő információs platformot, kommunikációs csatornát kialakítani.
Irodalom:
1. Rose Huang, Michel Gagner: A Thickness Calibration Device Is Needed to Determine Staple Height and Avoid Leaks in Laparoscopic Sleeve Gastrectomy. Springer (2015).
2. Randal S. Baker, James Foote, Paul Kemmeter, Randall Brady, Todd Vroegop, Matt Serveld:
The Science of Stapling and Leaks. Obesity Surgery, vol. 14, no. 10, 1290-1298, Springer (2004).
3. Patrick Noel, Marius Nedelcu, Michel Gagner: Impact of the Surgical Experience on Leak Rate After Laparoscopic Sleeve Gastrectomy. Obesity Surgery, vol 26, no 8, 1782–1787, Springer (2016).
szerzők
-
Gulyás János
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Hajtman Alfréd
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Dávid Bálint
Mechatronikai mérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Kiss Rita
egyetemi tanár, Mechatronika, Optika és Gépészeti Informatika Tanszék