Flag Counter
AKILLI SİSTEMLER VE UYGULAMALARI DERGİSİ
JOURNAL OF INTELLIGENT SYSTEMS WITH APPLICATIONS
J. Intell. Syst. Appl.
E-ISSN: 2667-6893
Creative Commons License This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Development of a Robot Manipulator Design for Brain Surgery

Beyin Cerrahisi için bir Robot Manipülatör Tasarımının Geliştirilmesi

How to cite: Güzin D, Gezgin E. Development of a robot manipulator design for brain surgery. Akıllı Sistemler ve Uygulamaları Dergisi (Journal of Intelligent Systems with Applications) 2020; 3(1): 48-51. DOI: 10.54856/jiswa.202005114

Full Text: PDF, in English.

Total number of downloads: 438

Title: Development of a Robot Manipulator Design for Brain Surgery

Abstract: Nowadays, most of the brain surgery operations are carried out by utilizing classical surgery methodologies and equipment. Although related literature includes studies on the robotization of brain surgery systems by the help of technological advancements, these applications mostly focused on the integration of robot manipulators that are designed for industrial automation into the medical area. Thus it can be clearly seen that, there exist lack of robot manipulators that are specifically designed for brain surgery applications, have necessary precision requirements and workspace constraints. In light of this, evaluating its preprototype performance, current study focuses on the improvement of a spherical parallel manipulator structure that was designed for positioning in robotic brain biopsy by taking operation efficiency, system reliability, workspace constraints and ease of manufacturing into consideration.

Keywords: Medical robotics; brain surgery; spherical parallel manipulator


Başlık: Beyin Cerrahisi için bir Robot Manipülatör Tasarımının Geliştirilmesi

Özet: Günümüzde beyin cerrahisi alanında gerçekleştirilen operasyonlar, ağırlıklı olarak klasik cerrahi yöntemler ve ekipmanlarla yapılmaktadır. Her ne kadar ilgili literatürde, hızla gelişen teknolojik ilerlemeler sayesinde beyin cerrahi sistemlerinin robotizasyonu ile ilgili çalışmalara rastlansa da, bu uygulamalarda yapıları esas olarak endüstriyel otomasyon için tasarlanmış konvansiyonel seri robot manipülatörlerin operasyonlara entegre edilmesi üzerine yoğunlaşılmıştır. Bu nedenle ilgili literatür içerisinde, kinematik yapısı robotik beyin cerrahisi operasyonları için özelleşmiş, kafatası çalışma uzayına uygun, gerekli operasyon hassasiyetine sahip robot manipülatör tasarımlarının eksikliği göze çarpmaktadır. Bu noktadan yola çıkarak çalışma kapsamında, kinematik yapısı beyin biyopsi operasyonlarında konumlandırma için özel olarak oluşturulmuş bir küresel paralel robot manipülatörün ön prototip performansının değerlendirilerek, operasyon verimliliği, sistem güvenilirliği, çalışma hacmi kısıtları ve üretim kolaylığı kapsamında tasarımının geliştirilmesi ve iyileştirilmesi hedeflenmiştir.

Anahtar kelimeler: Medikal robotik; beyin cerrahi; küresel paralel manipülatör


Bibliography:
  • Kwoh YS, Reed IS, Chen JY, Shao H, Truong TK, Jonckheere EA. A new computerized tomographic aided robotic stereotactic system. Robotics Age 1985; 7: 17-21.
  • Marcus HJ, Vakharia VN, Ourselin S, Duncan J, Tisdall M, Aquilina K. Robot-assisted stereotactic brain biopsy: Systematic review and bibliometric analysis. Child's Nervous System 2018; 34(7): 1299-1309.
  • Carai A, Mastronuzzi A, De Benedictis A, Messina R, Cacchione A, Miele E, Savioli A. Robot-assisted stereotactic biopsy of diffuse intrinsic pontine glioma: A single-center experience. World Neurosurgery 2017; 101: 584-588.
  • Hongo K, Kobayashi S, Kakizawa Y, Koyama JI, Goto T, Okudera H, Takakura K. NeuRobot: Telecontrolled micromanipulator system for minimally invasive microneurosurgery-preliminary results. Neurosurgery 2002; 51(4): 985-988.
  • Essomba T, Wu CT, Lee ST, Kuo CH. Mechanical design of a craniotomy robotic manipulator based on optimal kinematic and force performance. Book Chapter in Robotics and Mechatronics, 2016, pp. 191-198.
  • Dehghani M, Moghadam MM, Torabi P. Analysis, optimization and prototyping of a parallel RCM mechanism of a surgical robot for craniotomy surgery. Industrial Robot 2018; 45(1): 78-88.
  • Gezgin E, Ozbek S, Guzin D, Agbas OE, Gezer EB. Structural design of a positioning spherical parallel manipulator to be utilized in brain biopsy. The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery 2019; 15(5): e2011.
  • Gould J. Breaking down the epidemiology of brain cancer. Nature 2018; 561(7724): 40-41.
  • Lynch PJ, Jaffe CC. Free figure with the licence of https://creativecommons.org/licenses/by/2.5/