MiniTac: An Ultra-Compact 8 mm Vision-Based Tactile Sensor for Enhanced Palpation in Robot-Assisted Minimally Invasive Surgery

要約

ロボット支援低侵襲手術 (RAMIS) は、従来の開腹手術や腹腔鏡手術に比べて大きな利点をもたらします。
しかし、RAMISの重大な限界は、外科医が組織の特性を調べて異常を検出するための重要な技術である組織を触診できないことであり、RAMISの広範な採用が制限されている。
この障害を克服するために、当社は、主流の RAMIS デバイス、特に Da Vinci 手術システムにシームレスに統合できるように設計された、断面直径 8 mm の超小型の新しい視覚ベースの触覚センサーである MiniTac を導入します。
MiniTac は、接触圧力が変化すると色の分布が変化する、新しい機械応答性フォトニック エラストマー メンブレンを備えています。
この色の変化は埋め込まれた小型カメラによって捕捉されるため、MiniTac は組織表面と、通常は内視鏡では見えない深層の両方にある腫瘍を検出できます。
MiniTac の有効性は、ファントムと体外組織の両方で厳密にテストされています。
MiniTac は、先進的な機械応答性フォトニック材料を活用することで、触覚センシングの RAMIS への統合において大幅な進歩をもたらし、現在従来の外科的アプローチに依存している幅広い臨床シナリオへの適用可能性を拡大する可能性があります。

要約(オリジナル)

Robot-assisted minimally invasive surgery (RAMIS) provides substantial benefits over traditional open and laparoscopic methods. However, a significant limitation of RAMIS is the surgeon’s inability to palpate tissues, a crucial technique for examining tissue properties and detecting abnormalities, restricting the widespread adoption of RAMIS. To overcome this obstacle, we introduce MiniTac, a novel vision-based tactile sensor with an ultra-compact cross-sectional diameter of 8 mm, designed for seamless integration into mainstream RAMIS devices, particularly the Da Vinci surgical systems. MiniTac features a novel mechanoresponsive photonic elastomer membrane that changes color distribution under varying contact pressures. This color change is captured by an embedded miniature camera, allowing MiniTac to detect tumors both on the tissue surface and in deeper layers typically obscured from endoscopic view. MiniTac’s efficacy has been rigorously tested on both phantoms and ex-vivo tissues. By leveraging advanced mechanoresponsive photonic materials, MiniTac represents a significant advancement in integrating tactile sensing into RAMIS, potentially expanding its applicability to a wider array of clinical scenarios that currently rely on traditional surgical approaches.

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