Forscher des Worcester Polytechnic Institute bezüglich

Der NSF CAREER Award an Loris Fichera wird zu neuen chirurgischen Ansätzen für schwierige Gesundheitsprobleme führen

Worcester Polytechnic Institute

Video: Ein Forschungsteam am Worcester Polytechnic Institute entwickelt einen Prozess, der es chirurgischen Robotern ermöglichen soll, die Gewebetemperatur besser zu messen und zu kontrollieren. Dieser Durchbruch wird es Chirurgen ermöglichen, minimalinvasive Operationen präziser und ohne Schäden an gesundem Gewebe durchzuführen.mehr sehen

Bildnachweis: Worcester Polytechnic Institute

Der Forscher Loris Fichera vom Worcester Polytechnic Institute (WPI) hat von der National Science Foundation 599.663 US-Dollar für ein fünfjähriges Projekt erhalten, das es einer neuen Klasse von Operationsrobotern ermöglichen wird, Krankheiten durch die gezielte Abgabe von Energie, beispielsweise Licht, zu behandeln, ohne zu schneiden oder zu schneiden Berühren von menschlichem Gewebe.

Der prestigeträchtige CAREER Award unterstützt Fichera, einen Assistenzprofessor in der Abteilung für Robotiktechnik, bei seiner Untersuchung der Integration von Lasern, Hochfrequenz- und Ultraschallsonden in chirurgische Roboter. Das Projekt wird Ficheras Forschung auch auf experimentelle Geräte anwenden, die am WPI für Stimmband- und Gehirnchirurgie entwickelt werden.

„Bestehende chirurgische Instrumente, die fokussierte Energie verwenden, wie Laser und Hochfrequenz- oder Ultraschallsonden, erhitzen und zerstören Gewebe“, sagte Fichera. „Die nächste Generation energiebasierter Operationsroboter muss sich weiterentwickeln, um die Auswirkungen von Wärme auf Körpergewebe besser wahrzunehmen und zu überwachen, damit Chirurgen minimalinvasive Operationen präziser und ohne Schäden an gesundem Gewebe durchführen können.“

Das Projekt baut auf Ficheras früherer Arbeit an einem Robotergerät für die Stimmlippenchirurgie auf und wird seine interdisziplinäre Expertise in der Robotik und den Auswirkungen fokussierter Energie auf menschliches Gewebe bündeln.

Fichera wird eine Technik namens „virtuelle Palpation“ entwickeln, die die Wahrnehmung eines chirurgischen Roboters verbessern wird, indem sie Energieimpulse geringer Intensität verwendet, um eine Stelle im Körper abzubilden und zu bestimmen, wie viel fokussierte Energie ein Chirurg anwenden sollte. Fichera wird diese verbesserte Wahrnehmung nutzen, um eine bessere Steuerung und Automatisierung in chirurgische Roboter einzubauen, einschließlich eines von ihm entwickelten handgehaltenen Lasergeräts, um Tumore, die in den Stimmlippen des Rachens eines Patienten stecken, zu verdampfen. Darüber hinaus wird er seine Methoden auf Modelle anwenden, die Gregory Fischer, WPI-Professor für Robotik, für ein minimalinvasives Robotersystem entwickelt hat, das Ultraschall zur Zerstörung von Hirntumoren einsetzt.

Im Rahmen seines Projekts wird Fichera in seinem Labor über einen Zeitraum von fünf Jahren Forschungsmöglichkeiten für bis zu 60 WPI-Studenten schaffen und einen Kurs für Hochschulabsolventen über chirurgische Roboter erweitern.

„Robotersysteme, die fokussierte Energie nutzen, haben das Potenzial, chirurgische Eingriffe von Verfahren, bei denen mechanische Kräfte zum Schneiden und Dehnen von Gewebe eingesetzt werden, in etwas zu verwandeln, bei dem kein Blut und keine Schnitte mehr erforderlich sind“, sagte Fichera. „Mit einer neuen Theorie darüber, wie Roboter mit ihrer Umgebung interagieren können, werden wir die nächste Generation chirurgischer Robotiker in die Lage versetzen, die menschliche Gesundheit zu verbessern.“

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