Academic literature on the topic 'Telechirurgie'

Zusammenfassung Einleitung Virtual Reality (VR) ist die künstlich simulierte Umgebung, mit der eine Interaktion möglich ist. Die Augmented Reality (AR) hingegen überlagert reale und künstliche Informationen. Beide Verfahren sind im Klinikalltag bereits vielerorts integriert und werden zunehmend auch für den chirurgischen Sektor beworben. Welche Möglichkeiten die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten bieten, ist dabei vielen Ärzten unklar. Ziel Erfassung der aktuellen und zukünftigen Verwendung von AR und VR im perioperativen Umfeld sowie die Veranschaulichung der zu erwartenden Verbesserungen und Probleme durch diese neuen Technologien.Methoden: Systematische Literaturrecherche der Medizinbibliothek PubMed mit Inklusion von Reviews, die Bezug nehmen auf das Thema AR und VR mit Fokus auf Artikel, die das perioperative Feld berühren. Schlagwörter waren: Augmented Reality, Virtual Reality, Telementoring, Telechirurgie („Telesurgery“). Zudem Durchführung einer Recherche innerhalb der Grauliteratur zur Analyse der Investitionsbereitschaft im Gesundheitswesen durch private Technologiekonzerne. Resultate Zum Thema „Augmented Reality“ wurden 1222 Artikel bei 119 Reviews und zu „Virtual Reality“ 7766 Artikel bei 878 Reviews angezeigt. Die Anzahl der veröffentlichten Artikel ist dabei über die letzten Jahre hinweg stark zunehmend. 45 Artikel wurden eingeschlossen. Multiple AR- und VR-Geräte sind bereits im operativen Setting etabliert. Die nächsten vielversprechenden Anwendungsbereiche werden hier v. a. die intraoperative Überlagerung von bildgebenden Verfahren über AR-Geräte sowie das Telementoring und die vermehrte Anwendung im Bereich operativer bzw. anatomischer Ausbildung betreffen. Die zu erhoffenden Vorteile wie Senkung der Komplikationsrate, Kosteneinsparungen, flächendeckender Wissenszuwachs und Optimierung des chirurgischen Ergebnisses müssen erst in wissenschaftlichen Studien nachgewiesen werden. Aus der Recherche der Grauliteratur geht ein enormes finanzielles Bestreben der Technologiekonzerne in diesem Sektor hervor. Schlussfolgerung AR und VR werden aufgrund ihres enormen Verbesserungspotenzials zunehmend in den perioperativen Sektor integriert. Dabei ist der Nutzen dieser Technologien für relevante Endpunkte weitestgehend unklar. Diese sollten in gut-designten klinischen Studien rigoros getestet werden. Ärzte sollten diese technische Revolution aktiv mitgestalten, um das enorme Potenzial von AR und VR zum Wohle ihrer Patienten auszuschöpfen.

Dans ce travail de thèse, nous examinons les principaux facteurs affectant la transparence d'un schéma de téléopération dans le contexte de la robotique médicale.Afin de déterminer ces facteurs, une analyse approfondie de l'état de l'art a été réalisée ce qui a permis de proposer une nouvelle classification de schémas de téléopération avec retour haptique.Le rôle de ces principaux facteurs a été analysé.Ces facteurs sont liés à l'architecture de commande appliquée, aux perturbations provoquées par les mouvements physiologiques des tissus manipulés ainsi qu'à la précision du modèle d'interaction robot-tissue.Les performances du schéma de téléopération à architecture 3-canaux ont été analysées en simulation pour choisir une architecture de commande dédiée aux applications médicales.Ensuite, l'influence des mouvements physiologiques de l'environnement manipulé sur la transparence du système a été analysée et un nouveau modèle d'interaction avec des tissus mous a été proposé.Un schéma de commande de téléopération basé modèle d'interaction a été proposé en se basant sur une analyse de passivité du port d'interaction robot-environnement.Enfin, l'importance de la précision du modèle d'interaction (robot-tissue) sur la transparence du schéma de téléopération avec retour d'effort basé-modèle a été analysée.Cette analyse a été validée en théorie et expérimentalement en implémentant le modèle Hunt-Crossly dans une commande utilisant un AOB pour réaliser une téléopération avec retour haptique.En conclusion de ce travail, les résultats de cette thèse ont été discutés et les perspectives futures ont également été proposées
This thesis investigates the major factors affecting teleoperation transparency in medical context.A wide state of art survey is carried out and a new point of view to classify haptic teleoperation literature is proposed in order to extract the decisive factors providing a transparent teleoperation.Furthermore, the roles of three aspects have been analysed.First, The role of the applied control architecture.To this aim, the performances of 3-channel teleoperation are analysed and guidelines to select a suitable control architecture for medical applications are proposed.The validation of these guidelines is illustrated through simulations.Second, the effects of motion disturbance in the manipulated environment on telepresence are analysed.Consequently, a new model of such moving environment is proposed and the applicability of the proposed model is shown through interaction port passivity investigation.Third analysed factor is the role of the interaction model accuracy on the transparency of interaction control based haptic teleoperation.This analysis is performed theoretically and experimentally by the design and implementation of Hunt-Crossly in AOB interaction control haptic teleoperation.The results are discussed and the future perspectives are proposed

La telechirurgia è una tecnica operatoria che permette al medico di eseguire interventi chirurgici su pazienti fisicamente distanti. Il chirurgo esegue l’intervento mediante un sistema robotico con abilità chirurgiche eccezionali, combinato con tecnologie di comunicazione che consentono lo scambio di dati tra le postazioni e l’ausilio di un monitor per il controllo continuo del campo operatorio. In questo lavoro sono analizzati due interventi chirurgici a distanza, con particolare attenzione alle principali strumentazioni e reti telematiche utilizzate. Il primo intervento chirurgico a distanza è stato effettuato nel 2001, con paziente e chirurgo distanti 6000km. È stata utilizzata una rete ad alta velocità dedicata ATM per la trasmissione dei dati ed il sistema robotico ZEUS. L’intervento, ritenuto rischioso, non è più stato ripetuto. Nel 2019 a Milano è stato effettuato il primo intervento chirurgico a distanza tramite connessione 5G per la trasmissione dei dati, con paziente e chirurgo distanti 15km. Le principali strumentazioni utilizzate sono: sistema CALM, laser CO2 medicale, robot Panda ed esoscopio stereo 3D VITOM lato paziente; Wacom tablet, dispositivo tattile Omega.7 e display 3D HMZ-T3 lato chirurgo. Dall’analisi risulta che per il funzionamento delle tecnologie utilizzate in telechirurgia è necessaria una connettività avanzata come quella fornita dal 5G, che garantisce tempi di risposta immediati, maggiore velocità e capacità per il trasferimento dei dati ed estrema affidabilità. Tuttavia, prima che la chirurgia tele-robotica diventi comune è necessario attuare precauzioni, controlli e standard rigorosi. Per il futuro si auspica che la possibilità di eseguire manipolazioni complesse da postazioni remote consentirà al chirurgo esperto di insegnare o sorvegliare l'esecuzione di tecniche avanzate o nuove mediante intervento in tempo reale. Si elimineranno i vincoli geografici e questo permetterà di ottenere elevate competenze chirurgiche in tutto il Mondo.