Orthoroby robotic system for orthopedic surgery

Abstract

Ortopedik cerrahide, kemik kesimleri kemik eğriliklerinin düzeltilmesinde, boy uzatılmasında, ekleme yapay protez uygulamalarında ve kemiğin bölgesel olarak çıkartılması gereken durumlarda (tümör, enfeksiyon gibi) sıklıkla kullanılmaktadır. Kemik kesim operasyonlarının hatasız ve çevre dokulara en az zarar verilerek yapılması tedavi süresinin kısalması ve komplikasyonların önlenmesi açısından önem teşkil etmektedir. Ortopedik cerrahide yapılan son araştırmalar, robot sistemlerinin, hatayı ve çevre dokulara zararı minimize ederek ameliyatların hassasiyetini ve doğruluğunu arttırabileceğini belirtmektedir. Bu çalışmada, kemik kesme ameliyatlarında kullanılmak üzere ortopedik cerrahi robot sistemi OrthoRoby ve OrthoRoby'i kontrol etmek için akıllı kontrol mimarisi geliştirildi. Bir kullanıcı arayüzü OrthoRoby sistemine entegre edildi. Kadavra kemiği üzerinde gerçek zamanlı deneyler OrthoRoby'nin kullanılabilirliğini test etmek için yapıldı.

Bone cutting is extensively used in straightening bone deformities, extending bone length, artificial joint implants applications, and removal of bone regions inflicted on by tumors, infections, and other similar agents. It is important to accomplish the bone cutting operation with minimal error and with least damage to the surrounding tissues. Recent research in orthopedic surgery indicates that robotic systems can improve the precision and accuracy of the surgery by minimizing the error and damage to the surrounding tissues. In this thesis, an orthopedic robotic system called OrthoRoby and an intelligent control architecture that will be used to control OrthoRoby is developed. A user interface is integrated into the OrthoRoby system. Real-time experiments have been performed on a bone model to evaluate the efficiency of the OrthoRoby.