Tez No İndirme Tez Künye Durumu
712609
Robotic-assisted beating heart surgery / Robotik destekli atan kalp ameliyatı
Yazar:ÖZKAN BEBEK
Danışman: PROF. DR. MURAT CENK ÇAVUŞOĞLU
Yer Bilgisi: Case Western Reserve University / Yurtdışı Enstitü / Elektrik-Elektronik ve Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Konu:Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin:
Onaylandı
Doktora
İngilizce
2008
144 s.
Koroner kalp hastalığı ABD'de önde gelen bir ölüm nedenidir. Bu hastalık için ümit vaat eden bir tedavi seçeneği, kalbi durdurulmadan arter greft yapılan pompasız koroner arter baypas grefti (KABG) cerrahisidir. Robotik asistanlık konseptinde cerrah, bir video ekranındaki cerrahi sahneyi inceler ve robotik sistem kalbin hareketini aktif olarak telafi ederken hareketsizmiş gibi kalp üzerinde çalışır. Önerilen sistem konsepti ile pasif stabilizatörler kullanılmadan KABG ameliyatı mümkün olacak, hastanede yatış süresi ve operasyon maliyeti azaltılacaktır. Bu tez çalışmasında, pompasız (atan kalp) KABG cerrahisine yardımcı olan akıllı robotik aletler sunulmaktadır. Böyle bir robotik sistemin en önemli özelliği kalp hareketini doğru bir şekilde ölçerek ve kalbin hareketini tahmin etmektedir, böylece kalbin ve robot manipülatörlere bağlı cerrahi aletlerin arasındaki göreceli hareketi iptal etmede etkili olmaktadırlar. Önerilen kontrol algoritması, aktif göreceli hareket iptali için kalbin gelecekteki hareketinin tahmininde biyolojik sinyaller kullanarak alana katkıda bulunur. Ayrıca atan kalbin pozisyonunu ölçmek için yeni bir kontak pozisyon sensörü ve gelecekteki sensör sistemi uygulaması için bir ön gürültü karakterizasyonu sunulmaktadır.
Coronary heart disease is a leading cause of death in the USA. A promising treatment option for this disease is off-pump coronary artery bypass graft (CABG) surgery as the artery grafting is done without stopping the heart. In the robotic assistedsurgery concept the surgeon views the surgical scene on a video display and operates on the heart as if it were stationary while the robotic system actively compensates for the motion of the heart. With the proposed system concept, the CABG surgery will be possible without using passive stabilizers, and the hospitalization time and cost of the operation will be decreased. In this dissertation intelligent robotic tools for assisting off-pump (beating heart) CABG surgery are presented. Most important aspects of such a robotic system are accurately measuring and predicting the heart motion as they are instrumental in canceling the relative motion between the heart surface and surgical tools attached to the robotic manipulators. The proposed control algorithm contributes to the field by using biological signals in the estimation of heart's future motion for active relative motion canceling. Also a novel contact position sensor is developed to measure the position of the beating heart and a preliminary noise characterization for the future sensor system implementation is presented.