Developing a new uterine manipulator (Transvaginal uterus amputation device) for Total Laparoscopic Hysterectomies in gynecological surgeries

Abstract

Rahmin alınması anlamına gelen histerektomi, jinekolojik ameliyatlar içerisinde en sık uygulanan operasyonlardan biridir. Histerektomilerde laparoskopi tekniği, operasyon esnasında düşük kan kaybı, daha az çevre doku/organ hasarı, daha kısa operasyon süresi, operasyon sonrası enfeksiyon ve ateş görülme sıklığının düşük olması, düşük hospitalizasyon ve operasyon sonrası normal aktiviteye dönüş süresi gibi avantajları nedeniyle tercih edilir.Total Laparoskopik Histerektomi (TLH) esnasında, ilk olarak uterin damarlar ve ligamentler sırasıyla koterize edilir ardından rahmin tamamen serbestleşmesi için servikovajinal bağlantılar koterize ve koagüle edilir. Uterus manipülatörleri laparoskopik histerektomi (LH) esnasında ilgili organı hareket ettirerek cerrahın endoskopik görünümünü maksimize etmek için kullanılır. Bununla birlikte mevcut uterus manipülatörleri özellikle uterusu üç eksende hareket ettirme, zor ve el becerisi gerektiren bir işlem olan sirküler koterizasyon ve uterusun ampütasyonu esnasında servikovajinal kesim bölgesinin tayini gibi alanlarda eksikliklere sahiptir.Yeni bir transvajinal uterus manipülatörü, mevcut manipülatörlerin bu önemli eksikliklerini giderebilir. Bu amaçala ilk olarak, uterus ölçüleri gibi gerçek verilerin elde edilmesi için üç boyutlu tarama tekniği ve yeni manipülatörün dizaynı için bilgisayar destekli tasarım programları kullanıldı. Tasarımın ardından prototip üretimi için eklemeli üretim tekniklerinden yararlanıldı. Özel ışık yayımlayıcı diyotlar (LED) doku kesim bölgesinin görünümünü kolaylaştırmak için servikovajinal dokunun içinden, abdominal kaviteye belirleyici ışık olarak manipülatörün servikoavajinal başlığı etrafına konumlandırıldı. Ayrıca farklı başlıkların ve LED sistemlerinin performansları karşılaştırılarak değerlendirildi. Özetle tez kapsamında LH'yi kolaylaştırmak amacıyla iki eksende hareket kabiliyetine sahip ve uterusun anterior posterior ve lateral eksenlerde manipulasyonuna imkan veren, ayrıca serviks üzerinde kesim bölgesinin belirlenmesine yardımcı olmak amacıyla LED aydınlatma sistemine sahip bir uterus manipulatörü tasarlanmış ve prototip üretimi gerçekleştirilmiştir.Tez sonucunda varılan bulgular ışığında, manipulatörün anterior posterior eksende 80° ve lateral eksende 80° manipulasyona imkan sağladığı görülmüştür. Öte yandan, laparoskop tarafından kolaylıkla belirlenebilecek ve kesim bölgesinin belirlenmesini kolaylaştıracak olan LED aydınlatma sistemi manipulatöre başarıyla entegre edilmiştir.

Hysterectomy, that is removal of uterus, is one of the most common major operations in gynecologic surgeries. Laparoscopy technique is preferred in hysterectomy because of its advantages such as lower intra-operative blood loss, decreased surrounding tissue/organ damage, less operating time, lower post-operative infection and frequency of fever, shorter duration of hospitalization and post-operative returning time to normal activity.Firstly uterine vessels and ligaments are cauterized respectively, and then cervicovaginal connections are cauterized and coagulated to remove uterus completely during laparoscopic hysterectomy. Uterine manipulators are used during laparoscopy to maximize the endoscopic vision of surgeons by moving related organs. However, conventional uterine manipulators have important drawbacks particularly to move uterus in three dimensions and to show cervicovaginal landmark during laparoscopic circular cauterization which is difficult and hand skill required process, and amputation of the uterine cervix.A new transvaginal uterine manipulator may overcome these important drawbacks of these currently available devices. For this reason, a 3 dimensional (3D) scanning technique was used to obtain real world data such as uterine dimensions and computer aided design software is used in designing of the new manipulator and then 3D printer was used in prototyping. Special light emitting diodes (LEDs) were mounted on the cervical cap of the manipulator to guide light beams from inside of cervicovaginal tissue to abdominal cavity to facilitate the visualization of tissue landmarks. In brief, structural synthesis, CAD and rapid prototyping of parallel manipulator with 2-dof and which allows the uterus to be manipulated in both anterior posterior and lateral axis was performed in the scope of this thesis. Furthermore, a circular LED system was designed and implemented on system to ease the determination of cervicovaginal landmark.In the light of the findings acquired from the thesis, designed manipulator has 80° range of motion in sagittal and 80° in coronal planes. Moreover, LED illumination system which can be detected easily by the laparoscope is succesfully implemented on the manipulator's cervical cap.