Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.20
no.3
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pp.345-355
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2014
Since the beginning of the 21st century, emergence of innovative technologies in robotic and telepresence surgery has revolutionized minimally access surgery and continually has advanced them till recent years. One of such surgeries is endoscopic surgery, in which endoscope and endoscopic instruments are inserted into the body through small incision or natural openings, surgical operations being carried out by a laparoscopic procedure. Due to a vast amount of developments in this technology, this review article describes only a technological state-of-the arts and trend of endoscopic robots, being further limited to the aspects of key components, their functional requirements and operational procedure in surgery. In particular, it first describes technological limitations in developments of key components and then focuses on the description of the performance required for their functions, which include position control, tracking, navigation, and manipulation of the flexible endoscope body and its end effector as well, and so on. In spite of these rapid developments in functional components, endoscopic surgical robots should be much smaller, less expensive, easier to operate, and should seamlessly integrate emerging technologies for their intelligent vision and dexterous hands not only from the points of the view of surgical, ergonomic but also from safety. We believe that in these respects a medical robotic technology related to endoscopic surgery continues to be revolutionized in the near future, sufficient enough to replace almost all kinds of current endoscopic surgery. This issue remains to be addressed elsewhere in some other review articles.
Korean Journal of Computational Design and Engineering
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v.20
no.3
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pp.263-268
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2015
Due to an increased sitting time in work, lumbar disc disease is one of the most frequent diseases in modern days, and this occasionally requires surgery for treatment. Endoscopic disc surgery, one of the common disc surgeries, requires a process of inserting a guide needle to the target disc for which the insertion path is manually planned by drawing lines on the patient's skin while monitoring the fluoroscopic view of the lumbar. Such procedure inevitably exposes both surgeon and patient to the fluoroscopy radiation emitted from the c-arm for a long time. To reduce the radiation exposure time, this study proposes a computer assisted method of calculating the 3D guide needle path by using 2D c-arm images of the disc in 3 different angles. Additionally, a method of the guide robot control based on the 3D needle path was developed by implementing the Hand-eye Calibration method to calculate the transformation matrix between the c-arm and robot base coordinate systems. The proposed system was then tested for its accuracy.
Organ preservation surgery and minimally invasive surgery have been developed during the past 20 years with major focus on transoral laser surgery, endoscopic surgery, and robotic surgery. Two major robotic surgeries in head and neck area are transoral robotic surgery (TORS) and robotic thyroidectomy. Transoral robotic surgery is a safe and efficacious method of surgical treatment of oropharyngeal. hypopharyngeal and laryngeal neoplasm. Advantages of the technique include adequate ability to visualize and manipulate lesions with two hands. TORS can provide magnified three dimensional views and overcome the limitation resulting from the "line of sight" which hinders transoral laser procedure. The swallowing function following transoral robotic surgery show superior and patients were able to retain or rapidly regain swallowing function in the majority of cases. Recently, robotic thyroidectomy has also been developed to overcome the [imitation of endoscopic thyroidectomy. Robotic thyroidectomy by a gasless unilateral axillo-breast or axillary approach using a da Vinci S Surgical Robot is a feasible and cosmetically excellent procedure. It can be a promising alternative to endoscopic thyroidectomy or conventional open thyroidectomy.
In this paper, the modeling and control of electrostrictive polymer is introduced for endoscopic microcapsule. The endoscopic microcapsule works in the body, so the material of robot must be no harmful to the body. The electrostrictive polymer satisfies this condition. The modeling and control of endoscope microcapsule must be processed. So the modeling and control of electrostrictive was processed preferentially. The electrostrictive polymer is so flexible that we considered the electrostrictive polymer as flexible membrane. The dynamic equation of flexible membrane is time variant in electrostrictive polymer. It is the reason that the elastic modulus of electrostrictive polymer is very small and changes as deformation of electrostrictive polymer. The control algorithm must overcome these characteristics. So the algorithm of adaptive fuzzy control was used to control. In this paper, we introduced the dynamic modeling and control of electrostrictive polymer. And its deformation is introduced.
Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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v.40
no.1
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pp.27-31
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2014
Various surgical techniques, such as endoscopic surgery and robotic surgery, are developed to optimize the esthetic outcome even in operations for malignancy. A modified face-lift or retroauricular approach are used to minimize postoperative scarring. Recently, robot-assisted surgery is being done in various fields and considered as favorable treatment method by many surgeons. However its high cost is a nonnegligible fraction for many patients. On the other hand, endoscopic surgery, which is cheaper than robotic surgery, is minimally invasive with contentable neck dissection. Although it is a difficult technique for a beginner surgeon due to its limited operation view, we suppose it as an alternative method for robotic surgery. Herein, we report two cases of endoscopic neck dissection via retroauricular incision with a discussion regarding the pros and cons of endoscopic neck dissection.
Guodong Qin;Yong Cheng;Aihong Ji;Hongtao Pan;Yang Yang;Zhixin Yao;Yuntao Song
Nuclear Engineering and Technology
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v.56
no.2
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pp.498-505
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2024
In this paper, a cable-driven endoscopic manipulator (CEM) is designed for the Chinese latest compact fusion reactor. The whole CEM arm is more than 3000 mm long and includes end vision tools, an endoscopic manipulator/control system, a feeding system, a drag chain system, support systems, a neutron shield door, etc. It can cover a range of ±45° of the vacuum chamber by working in a wrap-around mode, etc., to meet the need for observation at any position and angle. By placing all drive motors in the end drive box via a cable drive, cooling, and radiation protection of the entire robot can be facilitated. To address the CEM motion control problem, a discrete trajectory tracking method is proposed. By restricting each joint of the CEM to the target curve through segmental fitting, the trajectory tracking control is completed. To avoid the joint rotation angle overrun, a joint limit rotation angle optimization method is proposed based on the equivalent rod length principle. Finally, the CEM simulation system is established. The rationality of the structure design and the effectiveness of the motion control algorithm are verified by the simulation.
Kim, Ji Eon;Jung, Sung-Ho;Kim, Gwan Sic;Kim, Joon Bum;Choo, Suk Jung;Chung, Cheol Hyun;Lee, Jae Won
Journal of Chest Surgery
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v.46
no.2
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pp.93-97
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2013
Background: Minimally invasive cardiac surgery has emerged as an alternative to conventional open surgery. This report reviews our experience with atrial septal defect using the da VinciTM surgical robot system. Materials and Methods: This retrospective study included 50 consecutive patients who underwent atrial septal defect repair using the da VinciTM surgical robot system between October 2007 and May 2011. Among these, 13 patients (26%) were approached through a totally endoscopic approach and the others by mini-thoracotomy. Nineteen patients had concomitant procedures including tricuspid annuloplasty (n=10), mitral valvuloplasty (n=9), and maze procedure (n=4). The mean follow-up duration was $16.9{\pm}10.4$ months. Results: No remnant interatrial shunt was detected by intraoperative or postoperative echocardiography. The atrial septal defects were mainly repaired by Gore-Tex patch closure (80%). There was no operative mortality or serious surgical complications. The aortic cross clamping time and cardiopulmonary bypass time were $74.1{\pm}32.2$ and $157.6{\pm}49.7$ minutes, respectively. The postoperative hospital stay was $5.5{\pm}3.3$ days. Conclusion: The atrial septal defect repair with concomitant procedures like mitral valve repair or tricuspid valve repair using the da VinciTM system is a feasible method. In addition, in selected patients, complete port access can be helpful for better cosmetic results and less musculoskeletal injury.
Operations using the da Vinci robot have performed in for many surgeries, but the adoption of robotics to general thoracic surgery has been slow. The patient (age 74, male) visited our hospital complaining of hiccups and dysphagia. The CT scan and endoscopic biopsy revealed esophageal cancer (squamous cell carcinoma). We performed transthoracic esophagectomy using a da Vinci robot and this was followed by gastric tube mobilization via laparoscopy. Cervical esophago-gastric anastomosis was done using the hand-sewn method. The gastric tube was brought into the neck through the retrosternal route. The patient was discharged without any complications. We report here on a case of successful da Vinci robotic esophgagectomy.
Video-assisted pulmonary lobectomy was introduced in the early 1990's by several authors, and the frequency of video-assisted thoracic surgery (VATS) lobectomy for lung cancer has been slowly increasing because of its safety and oncologic acceptability in patients with early stage lung cancer However, VATS is limited by 2D imaging, an unsteady camera platform, and limited maneuverability of its instruments. The da Vinci Surgical System was recently introduced to overcome these limitations. It has a 3D endoscopic system with high resolution and magnified binocular views and EndoWrist instruments. We report three cases of da Vinci robot system-assisted pulmonary lobectomy in patients with early stage lung cancer.
Purpose: Intracorporeal esophagojejunostomy during reduced-port gastrectomy for proximal gastric cancer is a technically challenging technique. No study has yet reported a robotic technique for anastomosis. Therefore, to address this gap, we describe our reduced-port technique and the short-term outcomes of intracorporeal esophagojejunostomy. Materials and Methods: We conducted a retrospective review of patients who underwent a totally robotic reduced-port total or proximal gastrectomy between August 2016 and March 2020. We used an infra-umbilical Single-Site® port with two additional ports on both sides of the abdomen. To transect the esophagus, a 45-mm endolinear stapler was inserted via the right abdominal port. The common channel of the esophagojejunostomy was created between the apertures in the esophagus and proximal jejunum using a 45-mm linear stapler. The entry hole was closed with a 45-mm linear stapler or robot-sewn continuous suture. All anastomoses were performed without the aid of an assistant or placement of stay sutures. Results: Among the 40 patients, there were no conversions to open, laparoscopic, or conventional 5-port robotic surgery. The median operation time and blood loss were 254 min and 50 mL, respectively. The median number of retrieved lymph nodes was 40.5. The median time to first flatus, soft diet intake, and length of hospital stay were 3, 5, and 7 days, respectively. Three (7.5%) major complications, including two anastomosis-related complications and a case of small bowel obstruction, were treated with an endoscopic procedure and re-operation, respectively. No mortality occurred during the study period. Conclusions: Intracorporeal esophagojejunostomy during reduced-port gastrectomy can be safely performed and is feasible with acceptable surgical outcomes.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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