From Rigid to Soft Robotic Approaches for Minimally Invasive Neurosurgery

要約

ロボット支援は、開腹顕微手術と硬性内視鏡手術の結果を大幅に改善しましたが、軟性内視鏡神経手術にはまだ影響を与えていません。
水頭症や腫瘍の治療のための最も一般的な頭蓋内処置のいくつかは、脳の深部脳室系内を移動できるロボット システムによって提供される器用さの向上と侵襲性の軽減から恩恵を受けることができます。
私たちは、従来の高度に作動するアプローチから、安全なナビゲーションのためのより斬新で生物にインスピレーションを得たメカニズムに至るまで、さまざまな柔軟なロボットデバイスをレビューします。
各テクノロジーについて、当社は動作原理を特定し、低侵襲外科用途の可能性を評価することができます。
全体として、リジッドタイプの連続ロボットが最も開発が進んでいますが、リジッドとソフトのロボット原理を革新的なデバイスに組み合わせたアプローチは、将来の設計進化後の安全性と複雑さの制限に対処するのに理想的な位置にあります。
また、外科医とロボットのインターフェースからロボットの評価手順に至るまで、この分野に関連する多くの課題も観察しています。
基本的に、これらの課題は、外科手術を支援し改善するための前提条件を備えたロボット装置の安全性の保証を中心に展開しています。
革新的な設計、材料、評価技術の登場により、今後 5 ～ 10 年で影響が及ぶ可能性があると考えられます。

要約(オリジナル)

Robotic assistance has significantly improved the outcomes of open microsurgery and rigid endoscopic surgery, however is yet to make an impact in flexible endoscopic neurosurgery. Some of the most common intracranial procedures for treatment of hydrocephalus and tumors stand to benefit from increased dexterity and reduced invasiveness offered by robotic systems that can navigate in the deep ventricular system of the brain. We review a spectrum of flexible robotic devices, from the traditional highly actuated approach, to more novel and bio-inspired mechanisms for safe navigation. For each technology, we identify the operating principle and are able to evaluate the potential for minimally invasive surgical applications. Overall, rigid-type continuum robots have seen the most development, however, approaches combining rigid and soft robotic principles into innovative devices, are ideally situated to address safety and complexity limitations after future design evolution. We also observe a number of related challenges in the field, from surgeon-robot interfaces to robot evaluation procedures. Fundamentally, the challenges revolve around a guarantee of safety in robotic devices with the prerequisites to assist and improve upon surgical tasks. With innovative designs, materials and evaluation techniques emerging, we see potential impacts in the next 5–10 years.

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