Koklear Mikrorobot Operasyonları için Artıksıl Makro-mikro Cerrahi Robot Manipülatör Sistemi

Abstract

Hızla gelişen teknolojik ilerlemeler sayesinde robotik teknolojilerin sağlık alanında kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu teknolojiler içerisinde öne çıkan en önemli başlıklar insan robot etkileşimleri, minimal invaziv robotik cerrahi operasyonlar, mikrorobotların sağlık alanına kazandırılması ve klinik robotizasyon süreçleri olarak görülmektedir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen çalışma cerrahi medikal robotik alanında kurgulanmıştır. Literatürde medikal mikrorobotların potansiyel kullanım alanları içerisinde yer alan ve ucu açık problem olarak nitelendirilen konulardan biri de işitme kaybı durumunda olası iç kulak bölgesi kök hücre uygulamalarıyla işitmenin gerçekleşmesini sağlayan koklea içerisindeki tüy hücrelerinin üretilebilmesidir. Fakat kök hücrelerin in vivo olarak koklea içerisindeki dar kanallara taşınabilmesi problemi belirsizliğini korumaktadır. Bu alanda kablosuz medikal mikrorobot kullanımının sağlanabilmesi çözülmeyi bekleyen problemler arasında yer almaktadır. Bu bağlamda proje kapsamında, koklea içerisine yerleştirilecek bir mikrorobotun, ilgili çalışma uzayı içerisinde oluşturulan manyetik akı yoğunluğu ve manyetik akı yoğunluğu gradyenini üretilerek temassız olarak koklea içerisinde bulunan kanallar içerisinde istenilen bir yörüngede ilerletilebilmesini sağlayacak temassız eyleyiciye sahip artıksıl yapıda bir makro-mikro cerrahi robot manipülatör sistemi tasarlanmıştır. İlgili sistem, koklea içerisindeki mikrorobotun hareketini sağlayacak sabit mıknatıslardan oluşan temassız eyleyici, cerrahi operasyon bölgesinde sabit mıknatısları taşıyarak birbirlerine göre bağıl hareketlerini sağlayacak mikro manipülatör, mikro manipülatörü hem cerrahi operasyon bölgesine istenilen pozda ulaştıracak hem de sistemin genel hareketlerinden sorumlu bir makro manipülatör ve bu birimlerin denetleyicilerinden oluşmaktadır. Ayrıca mikrorobotun kurgulanan cerrahi operasyon senaryosu sırasında koklea içerisindeki hareketinin, hareket yakalama sistemleri kullanılarak sanal gerçeklik ortamında takip edilebilmesi için bir cerrahi navigasyon yöntemi oluşturulmuştur. Çalışma sonunda tasarımı gerçekleştirilen makro-mikro cerrahi robot manipülatör sisteminin performans değerlendirmesi ve donanım doğrulama çalışmaları proje kapsamında üretilen prototipler ve koklea mock-up modeli üzerinde gerçekleştirilmiştir.