irl_logo irl_logo
irl_logo

ToRK 2018 - Medikal Robotlar Çalıştayı

12 Nisan 2018


ToRK 2018IzTech Robotics LaboratoryNeuRoboScope


Bu çalıştay, 115E726 numaralı ve “Cerrahi Aletlerle Yönlendirilebilen Robot Yardımlı Endoskop Kontrol Sistemi (NeuRoboScope)” başlıklı TÜBİTAK ARDEB 1003 projesi kapsamında düzenlenmektedir.

ToRK 2018 Çalıştay Düzenleme Kurulu
Yrd. Doç. Dr. Emre Uğur - Boğaziçi Üniversitesi
Yrd. Doç. Dr. Evren Samur - Boğaziçi Üniversitesi

Medikal Robotlar Çalıştayı Düzenleyicisi
Doç. Dr.Mehmet İsmet Can Dede
İYTE Makina Mühendisliği Bölümü
Gülbahçe Kampüsü, Urla – İzmir
Tel: (232) 750 6778
Eposta: candede@iyte.edu.tr

Çalıştay Özeti
Klinik tıpta kullanımı hızla yaygınlaşan cerrahi cihaz ve robotik teknolojileri alanında, ülkemizde Ar-Ge ve üretim faaliyetleri TÜBİTAK 1003 programlarıyla ve uluslararası fonlarla desteklenmektedir. Ülkemizde özellikle tanı ve tedavi sırasında, uzman hekimin verimliliğini arttırmaya, insan hatasını en düşük seviyeye getirmeye ve hekim için tehlikeli/ulaşılamaz durumlarda cerrahi işlemleri yürütmeye yönelik cerrahi cihaz ve robotik sistemler geliştirilmektedir.

Bu çalıştayda ülkemizde gerçekleştirilmekte olan bazı ameliyat robotu geliştirme projelerinin tanıtımı yapılarak, medikal alandaki proje ortakları ile işbirliği, projede kullanılan yöntemler ve projelerde şimdiye kadar alınan sonuçlar sunulacaktır ve tartışmaya açılacaktır. Çalıştayda oluşturulması planlanan tartışma platformu sayesinde ülkemizde geliştirilmekte olan ameliyat robotu teknolojileri konusunda farkındalık yaratılması ve bu alandaki araştırmaların ilerideki yıllarda yönünün tartışılması sağlanması hedeflenmiştir.

Çalıştayda ele alınacak konular minimal invaziv cerrahi ve radyasyon terapisi alanlarında olacaktır. Özellikle minimal invaziv cerrahi için farklı ameliyat türlerinde gerek yumuşak robot yaklaşımı ile, gerek yardımcı robot yaklaşımı ile gerekse işbirlikçi robot yaklaşımı ile geliştirilen çözümleri çalıştayın odağında olacaktır.

Çalıştay Bilgileri
Tarih: 12 Nisan 2019
Süre: 2 Saat
Yer: Boğaziçi Üniversitesi Güney Kampüsü, Albert Long Hall, İstabul
Katılımcı Profili: Çalıştayda anlatılacak konular ve içerikleri robotbilim alanına ilgi duyan ve bu konuda çalışan herkesin ilgisini çekebilecek düzeydedir. Ayrıca minimal invaziv ameliyatları gerçekleştiren tıp sektöründen katılımcıların iştirakiyle bir yuvarlak masa ortamı oluşturulma olasılığını veren bir çalıştay olabilecektir. Bunun dışında çalıştay tüm ilgili bölümlerin lisans ve lisansüstü öğrencilerinin ve öğretim elemenlarının ilgisini çekecektir.

Kayıt
Kayıtlar için ToRK 2018 sayfasına gidebilirsiniz

Program:

Davetli Konuşmacı: Yrd. Doç. Dr. Uğur Tümerdem – Marmara Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü
Minimal İnvaziv Ameliyatı için Robotik Froseps Geliştirilmesi
Hakkında: Yrd. Doç. Dr. Uğur Tümerdem, lisans derecesini 2005 yılında Sabancı Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği, yüksek lisans ve doktora derecelerini Tokyo Japonya’da bulunan Keio Üniversitesi, Entegre Tasarım Mühendisliği bölümlerinden 2007 ve 2010 yıllarında almıştır. 2011 yılında IBM Research - Tokyo’da doktora sonrası araştırmacı olarak çalışmıştır. 2012 yılından beri, Marmara Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünde öğretim üyesidir. Araştırma konuları robotik cerrahi sistemleri, haptik sistemler, teleoperasyon sistemleri, network tabanlı kontrol sistemleri, paralel manipülatörler ve gürbüz kontroldür.
Özet: Vücuda en az hasarla ameliyat yapma yöntemlerinden biri, 0,5-1,5 cm’lik portlardan girilerek, dışarıdan kontrol edilen kameralar ve özel laparoskopik forseps (pens) enstrümanlarıyla hasta vücudu içerisindeki işlemlerin yapılmasıdır. Bu teknik minimal invazif cerrahi ya da laparoskopik cerrahi olarak da adlandırılmaktadır. Son 20 yılda minimal invazif cerrahi operasyonlarının robotik sistemler kullanarak yapılması yaygın bir uygulama haline gelmiştir. Robotik destekli minimal invazif cerrahide, cerrah bir konsolda oturarak elleriyle 2 adet robotik kumanda kolunu hareket ettirerek, hasta vücuduna portlardan giriş sağlamış olan ve insan eliyle aynı serbestlik derecesine (7 serbestlik derecesi) sahip robotik forsepsleri hareket ettirerek uzaktan operasyon (teleoperasyon) yapar. Bu yöntemle, konvansiyonel laparoskopik cerrahide kaybolan insan bileğinin 2 serbestlik derecesi de değerlendirilebilir. Ayrıca, cerrahın oturma pozisyonunda operasyon yapması, enstrümanların cerrahın elleriyle aynı yönde hareket edebilmesi, el hareketlerinin ufaltılması ve titreşimlerin filtrelenmesinden dolayı, doktorlara operasyonları çok daha rahat, hızlı ve hassas bir şekilde yapabilme imkânı sağlanmaktadır. Bu tekniğin konvansiyonel laparoskopik cerrahiye göre en büyük dezavantajı ise, doktorların enstrümanların dokunduğu yüzeyleri hissedememesi ve enstrümanlara uygulanan kuvvetlerin cerrahın kullandığı kumanda koluna geri beslenememesidir. Robotik cerrahi sistemlerini kullanan cerrahlar, en önemli duyularından biri olan dokunma duyusu olmadan, efektif olmayan bir şekilde operasyon yapmaktadırlar. Bu sunumda, Marmara Üniversitesi’nin yürütücülüğünde, Bahçeşehir Üniversitesi desteğiyle TÜBİTAK 1003 öncelikli alanlar çağrısı kapsamında geliştirilmekte olan, günümüzde kullanılan robotik cerrahi sistemleriyle benzer hareket kapasitesine sahip ve aynı zamanda bu robotlarda bulunmayan, enstrümanların dokunma hissini kuvvet geri-beslemesi yoluyla cerrahlara iletebilen bir robotik cerrahi sistemi prototipi anlatılacaktır.

Davetli Konuşmacı: Doç. Dr. Mehmet İsmet Can Dede – İYTE Makina Mühendisliği Bölümü
Giyilebilir Cihazlarla Yönlendirilebilen Robot Yardımlı Endoskop Kontrol Sistemi
Hakkında: M. İ. Can Dede Lisans ve Yüksek Lisans derecelerini sırasıyla İ.T.Ü. ve O.D.T.Ü. Makina Mühendisliği Bölümlerinden 1999 ve 2003 yıllarında aldı. 2007’de Florida International University (FIU) Department of Mechanical and Materials Engineering bölümünden Doktora derecesi ile mezun oldu. Bu süreç zarfında FIU’da Dekanın Mükemmeliyet Ödülünü aldı. 2000 – 2003 seneleri arasında ASELSAN A.Ş.’de Mekatronik Tasaım Mühendisi olarak çalıştı. 2009 senesinde Avrupa Birliği 7. Çerçeve Programı dahilinde Marie-Curie bursiyeri olarak İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü’ne (İ.Y.T.E.) öğretim üyesi olarak geri döndü. 2010-2016 yılları arasında İ.Y.T.E. Makina Mühendisliği Bölümü Başkan Yardımcısı olarak görev yaptı. 2016 – 2019 dönemi için International Federation for Promotion of Mechanisms and Machine Science (IFToMM) Yönetim Kurulu üyeliğine seçildi. Halihazırda İ.Y.T.E Robotik Laboratuvarı Koodrinatörüdür ve Modelleme ve Prototipleme Laboratuvarı Eş Koordinatörüdür. Çalışma alanları içinde endüstriyel robotlar, teleoperasyon, haptik cihaz tasarımı, medikal robotlar ve robot kontrolcüleri tasarımı bulunmaktadır.
Özet: NeuRoboScope Projesi ile hipofiz bezinden kaynaklanan tümörlerin cerrahisinde verimi arttırıp ameliyat süresini kısaltmaya yarayacak, endoskopu tutan ve gerektiğinde uygun şekilde yönlendiren robotik sistem geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Sistem ameliyatı gerçekleştiren cerrahın ameliyatta kullanılan -biri endoskop olmak üzere- üç adet aleti aynı anda hastanın üzerinde ameliyatı gerçekleştirirken kullanmasına izin vermektedir. Bu sayede söz konusu cerrahi operasyonun performans ve verimliliğinin arttırılması ve ameliyat süresnin kısalması hedeflenmektedir. Bu çalıştayda projede kullanılan tasarım girdisi oluşturma yöntemleri, tasarım aşamaları ve sistemin çalışma algoritması hakkında bilgiler verilecektir ve yapılan çalışmalar tartışmaya açılacaktır.

Davetli Konuşmacı: Cem Tutcu, MSc – Boğaziçi Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü
Esnek Endoskopi Amaçlı Robotik Sistem
Hakkında: Cem Tutcu Lisans ve Yüksek Lisans derecesini 2011, ve 2014 yıllarında Yeditepe Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünden almıştır. Yüksek Lisans çalışmaları sırasında Biyomekanik, ve Mekatronik Sistemler üzerine araştırma yapmıştır. Bu süre zarfında Yeditepe Üniversitesinde araştırma görevlisi olarak, ve 2014 senesinde Burckhardt Compression firmasında araştırmacı olarak çalışmıştır. 2015 yılından beri Boğaziçi Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünde Doktora eğitimini sürdürmekte ve General Electric Aviation şirketinde Tasarım Mühendisi olarak çalışmaktadır. Araştırma konuları medikal robotik, mekatronik sistemler, gaz turbini kanat tasarımı ve aeromekanik dir.
Özet: Kolonoskopi, kalın bağırsakta oluşan kitleleri ve ülserleri görüntülemek ve gerektiğinde biyopsi ile şüpheli kanser dokularından örnek almak için kullanılan yaygın bir endoskopik yöntemdir. Bu uygulama, kolon kanserinin erken teşhisi ve tedavisinde büyük öneme sahiptir. Prosedür sırasında ucunda kamera bulunan esnek bir tüp (kolonoskop) kalın bağırsağın içerisine sokularak görüntüleme ve biyopsi gibi gerekli operasyonlar yapılmaktadır. Halihazırda kullanılan kolonoskoplar, operatör tarafından arkadan ittirilerek kalın bağırsak içerisinde ilerletilmekte ve içerisindeki teller yardımı ile yalnızca uç kısmı döndürülerek yönlendirilmektedir. Bu sistemlerin düşük manevra kabiliyeti sebebiyle operatörlerin özellikle kıvrımlı “Sigmoid Kolon” bölgesindeki dönüşlerde zorlandığı bilinmektedir. Kolonoskopi uygulaması sırasında ve sonrasında hastalarda bir takım komplikasyonlar görülebilmektedir. Bu komplikasyonlar başlıca; perforasyon, zorlama kaynaklı ağrı ve kanamadır. TUBİTAK 1003 (Öncelikli Alanlar Ar-Ge Projeleri Destek Programı) ile desteklenen bu projeyle, kolonoskopi başta olmak üzere, çeşitli endoskopi operasyonlarında kullanılabilecek, işlem süresini, ve bağırsak duvarına daha az kuvvet uygulayarak operasyon risklerini azaltacak yenilikçi bir robotik endoskopi cihazı geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Geliştirilmekte olan kolonoskop (RoboCol), balon eyleyicilerle yönlendirilerek kolonoskop ucunu kolonun sonuna kadar ulaştırabilecektir. Bu yöntem ile operatör uygulama sırasında konvansiyonel yöntemlerde olduğu gibi fiziksel güç harcamayacak, yerine balon eyleyiciler kolonoskop şaftını hedef bölgeye taşıyacaktır. Yumuşak balon eyleyiciler ilerlerken bağırsaktan aldığı tepki kuvvetleri ile şekillenecek ve bağırsak duvarına mevcut kolonoskoplara göre daha az basınç uygulayarak mekanik zorlanmadan kaynaklı komplikasyonları azaltacaktır. RoboCol dokunsal geri besleme arayüzü ile kontrol edilecek ve kolonoskop ucundaki sensorler sayesinde bagırsak duvarına uygulanan kuvvet cerraha geri bildirilecektir, bu da robotik operasyonun güvenilirliğini sağlayacaktır. Sunumda geliştirilmekte olan kavramsal prototip ve yapılan testlerde elde edilen sonuçlar anlatılacaktır.

Davetli Konuşmacı: Yrd. Doç. Dr. Erkin Gezgin – İzmir Katip Çelebi Üniversitesi Mekatronik Mühendisliği Bölümü
Yüksek Kuvvet İletimli ve Geniş Çalışma Hacmine Sahip Bir Tek İnsizyondan Laparoskopik Cerrahi Robotu
Robotik Radyasyon Terapisinde Kullanılacak Çok Serbestlik Dereceli Bir Robot Manipülatör Tasarımı
Hakkında: 2004 yılında İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü mühendislik fakültesi makina mühendisliği bölümünden mezun olmuştur. 2006-2011 yılları arasında İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü makina mühendisliği bölümünde araştırma görevlisi olarak çalışmış, 2006 yılında bölümünden robot manipülatörlerin tasarımı ve sentezi alanında yüksek lisans derecesi, 2011 yılında da aynı alanda doktora derecesi almıştır. 2011-2012 yılları arasında Güney Kore Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology robotik mühendisliği bölümünde medikal robotik üzerine doktora sonrası çalışmalarına devam etmiştir. 2012 yılından itibaren İzmir Katip Çelebi Üniversitesi mühendislik ve mimarlık fakültesi mekatronik mühendisliği bölümünde öğretim üyesi olarak, robot manipülatörlerin tasarımı, mekanizma sentezi, ve medikal robotik konularında araştırmalarına devam etmektedir.
Özet: (Yüksek Kuvvet İletimli ve Geniş Çalışma Hacmine Sahip Bir Tek İnsizyondan Laparoskopik Cerrahi Robotu) Bu çalışma yüksek kuvvet iletimine ve geniş çalışma uzayına sahip, kuvvet aktarımları plaka yaylar yardımıyla yapılan mekanizmalar ile sürülen çok serbestlik dereceli bir tek insizyondan laparoskopik cerrahi robotunun tasarımını sunmaktadır. Günümüzde tek insizyondan cerrahi sistemler geliştirmeye çalışan çalışmalar, operasyon sonrası iyileşme sürelerinin kısaltılması ve daha az yara izi oluşturulabilmesini hedeflemektedirler. Bu doğrultuda bu çalışmaların çoğu halihazırda kullanılan manüel laporoskopik sistemlerin manevra kabiliyetini arttırmaya yönelmişlerdir. Fakat kuvvet iletim gereksinimleri de tasarım esnasında dikkate alınması gereken önemli bir parametredir. Mevcut robotik cerrahi platformlarının çoğu sistemin hassasiyetini de etkileyen tel yardımıyla sürülen yapıları nedeniyle yeterli yüksek kuvvet iletimine sahip değillerdir. Ayrıca günümüzde bilinen en gelişmiş robotik cerrahi platformları dahi tek insizyondan laporoskopik cerrahi için kısıtlı çalışma uzaylarına sahip enstrümanlara sahiplerdir. Bu noktadan yola çıkarak bu çalışmada yüksek kuvvet iletimi için yapısında plaka yayları barındıran, yüksek çalışma hacmine sahip çok serbestlik dereceli bir cerrahi sistemin literatüre önerilmesi hedeflenmiştir.
Özet: (Robotik Radyasyon Terapisinde Kullanılacak Çok Serbestlik Dereceli Bir Robot Manipülatör Tasarımı) Hızla gelişen teknoloji sayesinde robotik sistemlerin tıbbi alanlarda kullanımları gün geçtikçe hızla artmaktadır. İlgili sistemler incelendiğinde, robotik radyolojinin literatür içerisinde önemli bir alanı kapladığı görülmektedir. Kanserli dokuların yüksek enerjili ışınlar sayesinde dna yapılarının bozularak yayılmalarının durdurulmasını hedefleyen radyasyon terapisinde genellikle tek bir doğrusal hızlandırıcının kullanılması, tedavi seans sürelerinin artmasına ve buna bağlı olarak seans sürecinde hastaların uzun süre hareketsiz kalmasını gerektirmektedir. Ayrıca günümüzde kullanılan bir çok robotik radyoterapi sisteminde tam serbestlik dereceli robot manipülatörlerin kullanılması, doğrusal hızlandırıcının hasta üzerinde hassas olarak konumlandırılmasını zorlaştırmaktadır. Bu noktadan yola çıkarak bu çalışma kısıtlı serbestlik dereceli küresel robot manipülatörler kullanılarak, sabit merkezli ve çoklu doğrusal hızlandırıcılara sahip bir robotik radyasyon terapisi sisteminin tasarımını içermektedir. Fiziksel olarak sabit merkezli bir yapıya sahip olduğu için hassas konumlandırılması daha kolay olan sistemin çoklu doğrusal hızlandırıcıya sahip yapısı da tedavi sürelerinin kısaltılmasının sağlanmasını hedeflemektedir.