| Abstract | Cilj rada je razvoj stereotaktičkog uređaja za kirurgiju glave čovjeka s ciljem preciznog
i pouzdanog provođenja minimalno invazivnih kirurških zahvata. U radu su opisani glavni
razlozi pojave robota u neurokirurgiji i njihove povijesti. Kao prvi korak razvojnog procesa
opisanog u radu je analiza trenutno dostupnih konkurentnih rješenja stereotaktičkih uređaja te
uočavanje ključnih nedostataka. Na temelju analize dostupnih rješenja na tržištu istaknuta je
motivacija za izradom novog uređaja, koja podrazumijeva smanjenje invazivnost, bolje
pozicioniranje alata, brži oporavak i pouzdaniji uređaj. Na osnovi ovih spoznaja definirani su
zahtjevi na stereotaktički uređaj, odnosno na njegove pod-sklopove koji će biti predmet
konstrukcijske razrade obuhvaćene ovim radom. Na temelju tih spoznaja i zahtjeva generirane
su morfološke matrice sklopova: modula translacije z osi, modula prihvata okvira glave te r2
modula i luka. Nakon što je utvrđeno koji su zahtjevi na svaki od neophodnih pod-sklopova,
provedene su njihove konstrukcijske razrade. Kombiniranjem parcijalnih rješenja generirana su
konceptualna rješenja za odabrane pod-sustave uređaja, koji su potom vrednovani kako bi
zaključili koji koncept(i) najbolje udovoljavaju postavljenim zahtjevima. Također, svakoj
značajci koja je ocjenjivana dodijeljeni su težinski faktori značaja u funkcijskoj ulozi čime je
omogućeno da važniji elementi sustava značajnije utječu na konačni ishod vrednovanja. Nakon
odabira koncepata svakoga pod-sklopa provedena je njihova detaljna konstrukcijska razrada.
Osim konceptualnog prikaza, u radu su provedeni svi relevantni proračuni vezani uz pogonske
komponente. Detaljno je popraćen odabir standardnih komponenti te je opisana njihova uloga.
Vizualnim prikazom svih pod-komponenti uređaja i njihove međusobne interakcije omogućen
je uvid u cjelovito rješenje sustava stereotaktičkog uređaja čime je osim tehničkih moguće
uočiti i sve druge karakteristike sustava. Također funkcije sustava su detaljno opisane. Doprinos
predloženog rješenja može se iskazati činjenicom da ne postoji sličan stereotaktički sustav, a
da istovremeno funkcionalnost i upotrebljivost ovakvog sustava očekuje vrlo raširena primjena.
I na kraju, ovakvo specijalizirano rješenje nudi mogućnost primjene u svim postojećim
kirurškim prostorijama zbog svojih dimenzija, mobilnosti i načina postavljanja. |
| Abstract (english) | This paper presents the development of stereotactic devices for human head surgery
with precise and reliable implementation of minimally invasive surgical procedures. The paper
describes the main reasons for the robots in neurosurgery and their history. The first step is
describing the development process in the currently available solutions in order to identify key
shortcomings. Based on the analysis of available solutions on the market, the motivation for
creating a new device is emphasized, which implies reducing invasiveness, better positioning
of the tool, faster recovery and more reliable device. Based on these findings, requirements on
the stereotactic device, regarding on its sub-assemblies, which will be the subject of structural
design covered by this work, are defined. Based on these insights and requirements, the
morphological matrices of the assemblies were generated: the z axis translation module, the
head frame acceptor module and the r2 module. Once the requirements for each of the necessary
sub-assemblies have been established, their structural design has been carried out. By
combining partial solutions, conceptual solutions for selected sub-systems of the device were
generated, which were then evaluated to determine which concept (s) best meet the
requirements set. Also, each of the attributes evaluated is given weight factors of significance
in the function role, enabling significant system elements to significantly influence the final
outcome of the evaluation. After selecting the concepts of each sub-assembly, their detailed
constructional design was performed. In addition to the conceptual presentation, all relevant
calculations related to the drive components have been carried out. Detailed selection of
standard components with their role is described. Visual representation of all sub-components
of the device and their mutual interaction enabled insight into the complete solution of the
stereotactic device system, which, besides technical, can be observed all other system
characteristics. System functions are also described in detail. The contribution of the proposed
solution can be demonstrated by the fact that there is no similar stereotactic system, while at
the same time the functionality and usability of this system is expected to be very widespread.
And finally, this kind of specialized solution offers the possibility of application in all existing
surgical venues due to its dimensions, mobility, and setup. |
