समाचारं

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

मशीन हृदय रिपोर्ट

मशीन हृदय सम्पादकीय विभाग

यः रोबोट् शल्यक्रियां कर्तुं शक्नोति सः शैल्याः शल्यक्रियां कर्तुं शक्नोति ।

किं रोबोट्-शल्यक्रिया एतावता विकसिता अस्ति ?अतिकुशलं अति सुंदरं च दृश्यते, तस्य "हस्ताः" च अतीव स्थिराः सन्ति ।

मया दृष्टं यत् रोबोटस्य "हस्तद्वयं" लचीलतया शूकरमांसस्य उपरि सिवितुं ग्रन्थिं बद्धुं च शटलं कृतम् आसीत्:

बलं सम्यक् अस्ति तथा च "व्रणः" सम्यक् सिवनी अस्ति:

रोबोट् अन्येषां वस्तूनाम् उपरि न चिमटयित्वा विविधवस्तूनाम् उपरि स्थापितानि सिलाईसुईः अपि सम्यक् उद्धर्तुं शक्नोति:

अनन्तरं अवलोकनार्थं, हेरफेरार्थं च ऊतकं सम्यक् उत्थापयन्तु।

उपर्युक्तं शोधं हॉप्किन्स् विश्वविद्यालयेन स्टैन्फोर्डविश्वविद्यालयेन च संयुक्तरूपेण विकसितस्य दा विन्सी रोबोट् इत्यस्य अस्ति ।

पेपर पता: https://सर्जिकल-रोबोट-ट्रांसफॉर्मर.github.io/resources/सर्जिकल_रोबोट_ट्रांसफॉर्मर.pdf

परियोजनायाः मुखपृष्ठम् : https://surgical-robot-transformer.github.io/

दलस्य सदस्याः सन्ति जी वूङ्ग (ब्रायन) किम, जॉन्स हॉप्किन्स् विश्वविद्यालयस्य पोस्टडॉक् यः एक्सेल क्रिएगरस्य चेल्सी फिन् इत्यस्य अधीनं अध्ययनं कृतवान्, यः अपि शोधकार्य्ये भागं गृहीतवान्; ALOHA 2 गृहेषु रोबोट्-विषये शोधः, तस्य पर्यवेक्षकः चेल्सी फिन् अस्ति हॉपकिन्स विश्वविद्यालय।

दीर्घकालं यावत् रोबोट्-विषये शोधं मुख्यतया दैनन्दिनगृहक्रियाः सम्पन्नं कर्तुं केन्द्रितम् अस्ति, तथा च शल्यक्रियाक्षेत्रे पूर्णतया अन्वेषणं न कृतम्, विशेषतः शल्यचिकित्सा-रोबोट्-कम्पनी Intuitive Surgical इत्यस्य da Vinci रोबोट्-इत्यस्य पूर्वमेव विश्वे नियोजितानां एतेषां रोबोट्-इत्यस्य विस्तारस्य महती सम्भावना अस्ति : २०२१ तमे वर्षे ६७ देशेषु ६,५०० डा विन्ची-प्रणालीनां उपयोगेन एककोटिभ्यः अधिकाः शल्यक्रियाः कृताः, ५५,००० शल्यचिकित्सकाः च एतेषु प्रणालीषु प्रशिक्षिताः सन्ति

अस्मिन् अध्ययने अन्वेषणं भवति यत् अनुकरणशिक्षणस्य माध्यमेन दा विन्ची रोबोट् इत्यत्र शल्यक्रियायाः शल्यक्रियाकार्यं ज्ञातुं शक्यते वा इति। एतत् लक्ष्यं प्राप्तुं ते एकं सापेक्षिकं कार्यसूत्रीकरणं प्रवर्तयन्ति यत् अनुमानितगतिदत्तांशस्य उपयोगेन सफलं नीतिप्रशिक्षणं परिनियोजनं च सक्षमं करोति । एतेन प्रकारेण अधिकपरिवर्तनं विना रोबोट्-शिक्षणार्थं बृहत्-मात्रायां चिकित्सा-दत्तांशस्य उपयोगः प्रत्यक्षतया कर्तुं शक्यते । परिणामस्वरूपं रोबोट् ऊतकस्य हेरफेरम्, सुई-सञ्चालनं, ग्रन्थिबन्धनं च इत्यादिषु त्रयेषु मूलभूत-शल्य-कार्येषु उत्कृष्टतां प्राप्नोति ।

अयं शल्यचिकित्सा रोबोट् अनेकेषां नेटिजनानाम् अनुकूलः अस्ति, ये एतत् "अविश्वसनीयम्" इति उक्तवन्तः ।

विधि अवलोकन

अधोलिखिते चित्रे ३ dVRK प्रणाली दर्शिता, यत्र रोबोट्, वैद्यस्य अन्तरक्रियायै दूरस्थं कन्सोल् च अस्ति । dVRK इत्यस्मिन् अन्तःदर्शन-कॅमेरा-मैनिपुलेटर् (ECM) तथा च द्वौ रोगी-पक्षीय-मैनिपुलेटर् (PSM1, PSM2) स्तः ये रोबोटिक-आधारं साझां कुर्वन्ति । प्रत्येकं रोबोटिकबाहुं निष्क्रियसेट् सन्धिषु (SUJs) क्रमेण संयोजितं भवति, तदनन्तरं मोटरयुक्तसक्रियसन्धिषु भवति ।

निष्क्रियसन्धिषु केवलं सन्धिमापनार्थं विभवमापकस्य उपयोगः भवति अतः ते अतीव अशुद्धाः भवन्ति । सक्रियसन्धिः सटीकतासुधारार्थं पोटेंशिओमीटर्, मोटर एन्कोडर इत्येतयोः द्वयोः अपि उपयोगं करोति । परन्तु सामान्यतया सर्वेषु सन्धिषु विभवमापकानाम् उपयोगेन रोबोट्-बाहुस्य अग्रे गमनम् अशुद्धं भविष्यति, दोषः ५ से.मी.

अनुकरणशिक्षणद्वारा शल्यक्रियाकार्यं ज्ञातुं शोधकर्तृणां लक्ष्यम् अस्ति। रोबोट् इत्यस्य अशुद्धं अग्रे गतिं विचार्य समुचितं गतिप्रतिपादनं चयनं महत्त्वपूर्णम् अस्ति ।अतः ते त्रीणि कर्मप्रतिपादनानि अधीतवन्तः, यथाकॅमेरा-केन्द्रितः, साधन-केन्द्रितः, संकर-सम्बन्धी च, यथा अधोलिखिते चित्रे ४ दर्शितम् ।

तेषु, कॅमेरा-केन्द्रित-दृष्टिकोणाः बेन्चमार्क-रूपेण कार्यं कुर्वन्ति, अन्त्य-प्रभावकानां निरपेक्ष-मुद्रारूपेण प्रतिरूपण-क्रियाणां सीमां प्रकाशयन्ति । साधनकेन्द्रितदृष्टिकोणानां सुधारः भवति तथा च क्रियाणां सापेक्षिकगतिरूपेण प्रतिरूपणं कृत्वा सफलतायाः दरं वर्धते । संकरसापेक्षपद्धतिः नियतसन्दर्भचक्रस्य अनुवादगतेः प्रतिरूपणं कृत्वा साधनकेन्द्रितपद्धतेः तुलने अधिकं उन्नतं भवति, अनुवादगतेः सटीकता च सुधारयति

प्रथमं कॅमेरा-केन्द्रित-क्रियाः पश्यामः । वयं अन्तःदर्शनस्य शीर्षचतुष्कोणस्य सापेक्षं अन्त्य-प्रभावकस्य निरपेक्ष-मुद्रारूपेण कॅमेरा-केन्द्रित-गतिम् प्रतिरूपयामः । इदं सेटअपं स्थिति-आधारित-दृश्य-सर्वोइंग-अनुप्रयोगाः (PBVS) कथं कार्यान्विताः भवन्ति इति सदृशं भवति, येन dVRK कृते स्वाभाविकः विकल्पः भवति ।

विशेषतया, t समये अवलोकनमूल्यं o_t दृष्ट्वा, लक्ष्यं नीतिं π ज्ञातुं तथा च क्रियाक्रमस्य पूर्वानुमानं कर्तुं A_t, C = (a_t, ..., a_t+C) भवति, यत्र C क्रियापूर्वसूचनापरिधिं प्रतिनिधियतिनीतिः एवं विवक्षिता अस्ति

तदनन्तरं साधनकेन्द्रितं क्रिया भवति । वयं वर्तमान-अन्त-प्रभावक-चतुष्कोणस्य (अर्थात्, चलशरीर-चतुष्कोणस्य) विषये सापेक्ष-गतिरूपेण साधन-केन्द्रित-क्रियाणां प्रतिरूपणं कुर्मः । अतः साधनकेन्द्रितक्रियाः निम्नलिखितरूपेण परिभाषिताः सन्ति ।

अन्ते मिश्रितं सापेक्षिकं क्रिया अस्ति। उपकरणकेन्द्रितगतिसदृशं शोधकर्तारः संकरसापेक्षगतिः द्वयोः भिन्नयोः सन्दर्भचक्रयोः सापेक्षगतिः इति प्रतिरूपणं कृतवन्तः । वृद्धिशीलः अनुवादः अन्तःदर्शनस्य शीर्षचतुष्कोणस्य सापेक्षतया परिभाषितः भवति, तथा च वृद्धिशीलः परिभ्रमणं वर्तमानस्य अन्त्य-प्रभावकचतुष्कोणस्य सापेक्षतया परिभाषितः भवतिमिश्रसापेक्षक्रियाः यथा विवक्षिताः

प्रयोगात्मकाः परिणामाः

दत्तांशसङ्ग्रहस्य समये अधोलिखिते चित्रे ५ दर्शितवत् रोबोट् स्थापितः । अस्मिन् विन्यासे शोधकर्तारः २२४ ऊतक-उत्थापन-परीक्षाः, २५० सुई-उत्थापन-हस्तांतरण-परीक्षाः, ५०० ग्रन्थि-बन्धन-परीक्षाः च एकत्रितवन्तः । सर्वे प्रयोगाः एकेन उपयोक्त्रा बहुदिनेषु एकत्रिताः आसन् ।

निरपेक्ष अग्रे गत्या सह स्थिरतायाः कृते सापेक्षगतेः मूल्याङ्कनं कुर्वन्तु। शोधकर्तारः अवगन्तुं प्रयतन्ते स्म यत् dVRK इत्यस्य सापेक्षगतिः निरपेक्ष अग्रे गमनस्य अपेक्षया अधिकं स्थिरतां दर्शयति वा इति। एतस्याः परिकल्पनायाः परीक्षणार्थं ते दूरतः सन्दर्भप्रक्षेपवक्रयोः परिवर्तनं कृतवन्तः, यथा चित्रे 5 दर्शितं अनन्तचिह्नम् ।

ततः अन्त्यप्रभावकं समाने प्रारम्भिकमुद्रायां स्थापितं भवति तथा च भिन्न-भिन्न-रोबोट्-विन्यासानां अन्तर्गतं भिन्न-गति-प्रतिपादनानां उपयोगेन प्रक्षेपवक्राणां पुनरुत्पादनं भवति एतेषु भिन्नविन्यासेषु रोबोट्-कार्यक्षेत्रं वाम-दक्षिणयोः स्थानान्तरणं भवति । अवश्यं एतेषां कार्यक्षेत्राणां गतिः रोबोट्-सेटिंग्-सन्धिषु गतिं जनयिष्यति, यतः सन्धि-मापनार्थं केवलं पोटेंशिओमीटर्-मात्राणां उपयोगः भवति, अतः एतेषां सन्धिषु सहजतया बृहत्-मापन-दोषाः भवितुम् अर्हन्ति

अधोलिखिते सारणी १ मूलमध्यवर्गदोषस्य (RMSE) संख्यात्मकपरिणामान् दर्शयति । सन्दर्भविन्यासे सेट् सन्धिः न चलति इति कारणतः सर्वे गतिप्रतिपादनानि सन्दर्भप्रक्षेपवक्राणां सम्यक् पुनर्निर्माणं कुर्वन्ति ।

अपि च, सापेक्षिकक्रियाप्रतिपादनस्य दृष्ट्या साधनकेन्द्रितसंकरसापेक्षिकपद्धतीनां सन्दर्भप्रक्षेपवक्रता पुनरावृत्तौ अधिकं सुसंगताः भवन्ति, संख्यात्मकदोषाः च महत्त्वपूर्णरूपेण न परिवर्तन्ते निष्कर्षतः, असङ्गतसंयुक्तमापनदोषाणां उपस्थितौ, dVRK इत्यस्य सापेक्षगतिः तस्य निरपेक्ष अग्रे गमनस्य अपेक्षया अधिकं सुसंगतरूपेण व्यवहारं करोति

तदनन्तरं शोधकर्तारः ऊतकस्य उत्थापनं, सुईः उद्धृत्य समर्पयितुं, ग्रन्थिं बद्धुं च इत्यादीनां भिन्नक्रियाप्रतिपादनानां उपयोगेन रणनीतिप्रदर्शनस्य मूल्याङ्कनं कृतवन्तः परिणामाः अधोलिखिते सारणी 2 मध्ये दर्शिताः सन्ति कॅमेरा-केन्द्रितं क्रिया-प्रतिपादनं त्रयोऽपि कार्येषु दुर्बलतया कार्यं करोति ।

साधनकेन्द्रितक्रियाप्रतिपादनेन त्रयोऽपि कार्येषु उत्तमं प्रदर्शनं दर्शितम् । परन्तु सुई-उत्थापनस्य स्थानान्तरणस्य च प्रक्रियायां प्रायः बृहत् परिभ्रमणक्रियाः क्रियन्ते तदा स्थानान्तरणं विफलं भवति । विशेषतः सुईम् उद्धृत्य वामधारकं प्रायः ९० डिग्रीपर्यन्तं परिभ्रमणं कृत्वा सुईम् अन्यस्मिन् रोबोट् बाहुं प्रति स्थानान्तरयितुं शक्यते, यथा अधः चित्रे ६ दर्शितम् अस्ति अस्मिन् गतिचरणे पकडकस्य अभिमुखीकरणं सम्यक् दृश्यते, परन्तु अनुवादगतिः सम्यक् न दृश्यते, यत् विफलतायाः कारणं भवितुम् अर्हति