Published December 10, 2016 | Version v1
Publication Open

Development of a Robot-Assisted Surgery System for Cranio-Maxillofacial Surgery

Creators

  • 1. Peking University
  • 2. Beijing Institute of Technology
  • 3. Tsinghua University
  • 4. Shanghai Jiao Tong University

Description

Medical robots have been developed rapidly in recent years. Clinical application of da Vinci system showed its advantages. Currently, there is no specialized robot system for cranio-maxillofcial surgery. We developed a cranio-maxillofacial surgical robot system focusing on the reconstruction of mandibular defects. With the funding of the Chinese National High Technology Research and Development Program (863 Program), we developed a computer-aided design (CAD) system for four typical operations: reconstruction of mandibular defects, orbit reconstruction, skull base tumor resection, and orthognathic surgery, a navigation system and a robot with three arms for mandibular reconstruction. In the CAD system, the operation pattern was designed based on surgeons' habits and experiences. The software system was easy to be used with many functions for designing different surgical procedures. In surgical navigation system for guiding the robot, the hardware of the navigation system was assembled, and the software system of real-time registration was realized. The robot was designed and assembled. It had three arms and was able to finish the bone graft placement precisely and automatically under the navigation guidance according to the preoperative design. The whole system was assessed by model and animal experiment with good results.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تطوير الروبوتات الطبية بسرعة في السنوات الأخيرة. أظهر التطبيق السريري لنظام دافنشي مزاياه. في الوقت الحالي، لا يوجد نظام روبوت متخصص لجراحة الجمجمة والفك العلوي. قمنا بتطوير نظام روبوت جراحي للوجه والفكين يركز على إعادة بناء عيوب الفك السفلي. بتمويل من البرنامج الوطني الصيني للبحث والتطوير في مجال التكنولوجيا المتقدمة (برنامج 863)، قمنا بتطوير نظام تصميم بمساعدة الكمبيوتر (CAD) لأربع عمليات نموذجية: إعادة بناء عيوب الفك السفلي، وإعادة بناء المدار، واستئصال ورم قاعدة الجمجمة، والجراحة التقويمية، ونظام ملاحة وروبوت بثلاثة أذرع لإعادة بناء الفك السفلي. في نظام التصميم بمساعدة الحاسوب، تم تصميم نمط العملية بناءً على عادات الجراحين وخبراتهم. كان من السهل استخدام نظام البرنامج مع العديد من الوظائف لتصميم العمليات الجراحية المختلفة. في نظام الملاحة الجراحي لتوجيه الروبوت، تم تجميع أجهزة نظام الملاحة، وتم تحقيق نظام البرمجيات للتسجيل في الوقت الحقيقي. تم تصميم الروبوت وتجميعه. كان لديه ثلاثة أذرع وكان قادرًا على إنهاء وضع الطعم العظمي بدقة وتلقائية تحت توجيه الملاحة وفقًا لتصميم ما قبل الجراحة. تم تقييم النظام بأكمله من خلال التجربة النموذجية والحيوانية مع نتائج جيدة.

Translated Description (French)

Les robots médicaux se sont développés rapidement ces dernières années. L'application clinique du système da Vinci a montré ses avantages. Actuellement, il n'existe pas de système robotique spécialisé pour la chirurgie cranio-maxillofciale. Nous avons développé un système de robot chirurgical cranio-maxillofacial axé sur la reconstruction des défauts mandibulaires. Avec le financement du Programme national chinois de recherche et de développement de haute technologie (Programme 863), nous avons développé un système de conception assistée par ordinateur (CAO) pour quatre opérations typiques : la reconstruction des défauts mandibulaires, la reconstruction de l'orbite, la résection de la tumeur de la base du crâne et la chirurgie orthognathique, un système de navigation et un robot à trois bras pour la reconstruction mandibulaire. Dans le système de CAO, le modèle d'opération a été conçu en fonction des habitudes et des expériences des chirurgiens. Le système logiciel était facile à utiliser avec de nombreuses fonctions pour concevoir différentes procédures chirurgicales. Dans le système de navigation chirurgical pour guider le robot, le matériel du système de navigation a été assemblé et le système logiciel d'enregistrement en temps réel a été réalisé. Le robot a été conçu et assemblé. Il avait trois bras et était capable de terminer le placement de la greffe osseuse avec précision et automatiquement sous le guidage de navigation selon la conception préopératoire. L'ensemble du système a été évalué par modèle et expérimentation animale avec de bons résultats.

Translated Description (Spanish)

Los robots médicos se han desarrollado rápidamente en los últimos años. La aplicación clínica del sistema da Vinci mostró sus ventajas. Actualmente, no existe un sistema robótico especializado para la cirugía cráneo-maxilofcial. Desarrollamos un sistema de robot quirúrgico cráneo-maxilofacial centrado en la reconstrucción de defectos mandibulares. Con la financiación del Programa Nacional Chino de Investigación y Desarrollo de Alta Tecnología (Programa 863), desarrollamos un sistema de diseño asistido por ordenador (CAD) para cuatro operaciones típicas: reconstrucción de defectos mandibulares, reconstrucción de órbitas, resección de tumores en la base del cráneo y cirugía ortognática, un sistema de navegación y un robot con tres brazos para la reconstrucción mandibular. En el sistema CAD, el patrón de operación se diseñó en función de los hábitos y experiencias de los cirujanos. El sistema de software era fácil de usar con muchas funciones para diseñar diferentes procedimientos quirúrgicos. En el sistema de navegación quirúrgica para guiar el robot, se ensambló el hardware del sistema de navegación y se realizó el sistema de software de registro en tiempo real. El robot fue diseñado y montado. Tenía tres brazos y era capaz de terminar la colocación del injerto óseo de forma precisa y automática bajo la guía de navegación de acuerdo con el diseño preoperatorio. Todo el sistema se evaluó mediante un modelo y un experimento con animales con buenos resultados.

Files

10.1007%2F978-981-10-1560-1_5.pdf.pdf

Files (310.2 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3051cfe11005ad5425dffcff5c32a7c8
310.2 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تطوير نظام الجراحة بمساعدة الروبوت لجراحة الوجه والفكين والجمجمة
Translated title (French)
Développement d'un système de chirurgie assistée par robot pour la chirurgie cranio-maxillofaciale
Translated title (Spanish)
Desarrollo de un sistema de cirugía asistida por robot para cirugía craneomaxilofacial

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2560210508
DOI
10.1007/978-981-10-1560-1_5

Is supplement to
https://openalex.org/W4311273043 (Other)
https://openalex.org/W4206342345 (Other)
https://openalex.org/W3029099454 (Other)
https://openalex.org/W2883476620 (Other)
https://openalex.org/W2783732169 (Other)
https://openalex.org/W2557578494 (Other)
https://openalex.org/W2401530017 (Other)
https://openalex.org/W1989029405 (Other)
https://openalex.org/W1980990813 (Other)
https://openalex.org/W1534620662 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1988011609
  • https://openalex.org/W1999292880
  • https://openalex.org/W2053613247
  • https://openalex.org/W2090356885
  • https://openalex.org/W2158416304