← أحدث الأبحاث
💻 computer science

Robotic Tele-Operation for Upper Aerodigestive Tract Microsurgery: System Design and Validation

تقدم هذه الورقة وتتحقق من صحة نظام تشغيل عن بُعد روبوتي مبتكر يتميز بنهاية طرفية متخصصة للتحكم في الملاقط وإطار عمل لمركز حركة بعيد، مصمم لتعزيز الهندسة البشرية والدقة والقدرة على التحكم في جراحات الميكرو الخاصة بالمجرى التنفسي والهضمي العلوي.

المؤلفون الأصليون: Giovani Braglia, José Jair Alves Mendes Junior, Augusto Tetsuo Prado Inafuco, Federico Mariano, Leonardo S. Mattos

نُشر 2026-09-21
📖 3 دقيقة قراءة☕ قراءة في استراحة قهوة
CC BY 4.0

المؤلفون الأصليون: Giovani Braglia, José Jair Alves Mendes Junior, Augusto Tetsuo Prado Inafuco, Federico Mariano, Leonardo S. Mattos

البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). ✨ هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل

تُعد الجراحة داخل الحلق عملية توازن دقيقة؛ فالمنطقة المعروفة بالمجرى التنفسي الهضمي العلوي تحتوي على الحنجرة ومسارات الهواء والغذاء، وهي مساحة ضيقة ومحصورة. ولعلاج الأورام أو الزوائد اللحمية هنا، غالبًا ما يستخدم الجراحون تقنية تسمى الجراحة المجهرية بالليزر عبر الفم. في هذا الإجراء، يقوم شعاع الليزر بقطع الأنسجة المصابة بدقة متناهية، ولكن يجب على الجراح أيضًا تثبيت الأنسجة وسحبها لتكون في مجال الرؤية باستخدام ملقط جراحي. حاليًا، يقوم الجراح بعملية الإمساك والتثبيت هذه يدويًا بالكامل، حيث يُدخل الأدوات عبر أنبوب صلب يسمى منظار الحنجرة المثبت في فم المريض. وبينما يقوم الليزر بعملية القطع، يجب على اليد البشرية القيام بمهمة الإمساك، وهي مهمة تتطلب ثباتًا هائلًا. ومع مرور فترات طويلة، يمكن أن يؤدي هذا العمل اليدوي إلى حدوث رعشات، وإجهاد، وفقدان للتحكم الدقيق اللازم للتنقل في مثل هذا الممر الضيق دون إتلاف الأنسجة السليمة.

وقد طور فريق من الباحثين نظامًا روبوتيًا جديدًا مصممًا لتولي جزء الإمساك اليدوي في هذه الوظيفة، مما يترك للجراح التركية التركيز على الليزر. فبدلاً من أن يمسك الجراح الملقط مباشرة، يجلس الآن أمام وحدة تحكم ويتحكم في روبوت يمسك الأدوات نيابة عنه. يسمح هذا الإعداد للجراح بتحريك ذراع الروبوت باستخدام وحدة تحكم محمولة باليد، بينما يقوم الروبوت بترجمة تلك الحركات إلى حركات سلسة وثابتة داخل حلق المريض. وتعد "نقطة الارتكاز الافتراضية" ميزة رئيسية لهذا النظام؛ تخيل أن الملقط متصل بنقطة ثابتة عند مدخل الحلق؛ فقد تمت برمجة الروبوت بحيث مهما حرك الجراح يده، فإن الأداة ترتكز حول تلك النقطة الواحدة. وهذا يمنع الأداة من الاصطدام بجوانب الحلق أو حجب رؤية الكاميرا، وهي مشكلة شائعة عند تحريك الأدوات في مثل هذه المساحة الضيقة. كما يتضمن النظام آلية سلامة حيث لا يتحرك الروبوت إلا عندما يضغط الجراح على دواستين في وقت واحد، مما يضمن عدم تحرك الأدوات عرضًا.

ولاختبار مدى نجاح هذه الفكرة، دعا الباحثون عشرة أشخاص ليس لديهم خبرة سابقة في جراحة الحلق لتجربة النظام. طُلب من المشاركين أداء مهمة باستخدام نموذج للحبال الصوتية مصنوع من السيليكون، يحتوي على نتوءات صغيرة تمثل الأورام. في جولة واحدة، استخدموا الملقط بأيديهم، وفي الجولة الأخرى، استخدموا النظام الروبوتي الجديد. وقاس الباحثون مدى ثبات الأدوات من خلال تتبع الاهتزازات الصغيرة. وأظهرت النتائج فرقًا واضحًا: فعند استخدام الروبوت، كانت الأدوات أكثر ثباتًا بشكل ملحوظ، مع وجود هزات أقل بكثير مما كانت عليه عند استخدام المشاركين لأيديهم. وهذا يشير إلى أن الروبوت يمكنه تصفية الرعشات الطبيعية لليد البشرية، مما يوفر قبضة أكثر استقرارًا على الأنسجة.

كما بحث الفريق في مدى الجهد البدني الذي بذله الجراحون. وقاسوا النشاط العضلي للمشاركين في عضلات الساعد باستخدام مستشعرات تكتشف الإشارات الكهربائية من العضلات. وعندما استخدم المشاركون النظام الروبوتي، أظهرت عضلاتهم مستويات أقل من التنشيط مقارنة باستخدامه لأيديهم. وهذا يشير إلى أن الروبوت يقوم بالعمل الشاق، مما يقلل من الإجهاد البدني على الجراح. علاوة على ذلك، أفاد المشاركون أن النظام كان بديهيًا وسهل التعلم؛ فقد شعروا بالثقة في قدرتهم على التحكم في الأدوات ووجدوا التجربة ممتعة، رغم أن البعض أشار إلى أنهم سيستفيدون من مزيد من وقت التدريب ومن إضافة الرؤية ثلاثية الأبعاد لجعل المهمة أسهل.

تخلص الدراسة إلى أن استبدال الملقط اليدوي بنسخة يتم التحكم فيها بواسطة الروبوت يعد خطوة واعدة للأمام في هذا النوع من الجراحة. لقد نجح النظام في تحسين استقرار الأدوات وتقليل الجهد البدني المطلوب من الجراح. وبينما النسخة الحالية هي نموذج أولي يعمل بشكل جيد في بيئة محكومة، يرى الباحثون مسارًا واضحًا للمضي قدمًا. فهم يخططون لإضافة التغذية الراجعة للقوة حتى يتمكن الجراحون من "الشعور" بالأنسجة من خلال الروبوت، وتحسين البرمجيات لضمان عدم حجب الأدوات لرؤية الكاميرا. ومن خلال جعل المهمة الصعبة المتمثلة في إمساك الأنسجة داخل الحلق أسهل وأكثر دقة، تهدف هذه التكنولوجيا إلى مساعدة الجراحين على إجراء هذه العمليات المعقدة بدقة أكبر وإجهاد أقل.

غارق في أبحاث مجالك؟

تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.

جرّب Digest →

أبحاث مشابهة

عرض الكل في هذا التصنيف 💻 cs →