Design and Feasibility Tests of A New Laparoscopic Gripper for Grasping Soft Tissues of Variable Shape Without Clamping Force

Surgeons use grippers for grasping and moving soft tissues during Laparoscopic surgery. The grasping jaws of these grippers have different toothed structures to prevent tissues from slipping. As a result of clamping tissues between grasping jaws, there is a risk of tissue damage. In this study, to eliminate this risk, a new Laparoscopic gripper that works on the Bernoulli principle and can lift tissues without clamping force was designed and produced, and its applicability tests were carried out with an experimental study. The gripper works by creating a vacuum with a high air flow rate with the Bernoulli principle between itself and the tissue. To not damage the lifted tissue by the strong air jet, a deflector was placed onto the center of the grasping surface to change the flowing direction of the air flowing in the axial direction. The study showed that a gripper working with the Bernoulli principle can be applicable to lift and move soft and flexible tissues without clamping force.

Sıkma Kuvveti Uygulamadan Değişken Şekilli Yumuşak Dokuların Kavranması İçin Yeni Bir Laparoskopik Tutucu Tasarımı ve Uygulanabilirlik Testleri

Cerrahlar, Laparoskopik cerrahi sırasında yumuşak dokuları tutmak ve hareket ettirmek için tutucular kullanmaktadır. Bu tutucuların kavrama çeneleri, dokuların kaymaması için değişik yapılarda dişli yapıya

___

  • [1] D. D. Marucci, J. A. Cartmill, W. R. Walsh, and C. J. Martin, “Patterns of Failure at the Instrument–Tissue Interface,” Journal of Surgical Research, vol. 93, no. 1, pp. 16–20, 2000.
  • [2] A. J. Shakeshaft, J. A. Cartmill, W. R. Walsh, and C. J. Martin, “A Curved Edge Moderates High Pressure Generated by A Laparoscopic Grasper,” Surgical. Endoscopy, vol. 15, no. 10, pp. 1232–1234, 2001.
  • [3] J. Rosen, B. Hannaford, C. G. Richards, and M. N. Sinanan, “Markov Modeling of Minimally Invasive Surgery Based on Tool/Tissue Interaction and Force/Torque Signatures for Evaluating Surgical Skills,” IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 48, no. 5, pp. 579–591, 2001.
  • [4] T. Hu, G. Tholey, J. P. Desai, and A. E. Castellanos, “Evaluation of A Laparoscopic Grasper with Force Feedback,” Surgical Endoscopy, vol. 18, no. 5, pp. 863– 867, 2004.
  • [5] J. Wang, L. Ma, W. Li, and Z. Zhou, “Safety of Laparoscopic Graspers with Different Configurations During Liver Tissue Clamping,” Biosurface and Biotribology, vol. 4, no. 2, pp. 50–57, 2018.
  • [6] J. A. Cartmill, A. J. Shakeshaft, W. R. Walsh, and C. J. Martin, “High Pressures are Generated at the Tip of Laparoscopic Graspers,” Australian and New Zealand Journal of Surgery, vol. 69, no. 2, pp. 127–130, 1999.
  • [7] E. A. M. Heijnsdijk, M. Van Der Voort, H. De Visser, J. Dankelman, and D. J. Gouma, “Inter-and Intraindividual Variabilities of Perforation Forces of Human and Pig Bowel Tissue,” Surgical Endoscopy and Other Interventional Techniques, vol. 17, no. 12, pp. 1923–1926, 2003.
  • [8] X. F. Brun and. N. Melkote, “Analysis of Stresses and Breakage of Crystalline Silicon Wafers During Handling and Transport,” Solar Energy Materials Solar Cells, vol. 93, no. 8, pp. 1238–1247, 2009.
  • [9] B. Ozcelik and F. Erzincanli, “A Non-Contact End-Effector for the Handling of Garments,” Robotica, vol. 20, no. 4, pp. 447–450, 2002.
  • [10] B. Ozcelik and F. Erzincanli, “Examination of the Movement of A Woven Fabric in the Horizontal Direction Using A Non-Contact End-Effector,” International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 25, no. 5, pp. 527–532, 2005.
  • [11] F. Erzincanli, J. M. Sharp, and A. M. Dore, “Grippers for Handling of Flexible Food Products,” in Proceeding of EURISCON’94, Malaga, Spain: Amarc, vol. 3, pp. 798–806, 1994.
  • [12] S. Davis, J. O. Gray and G. G. Caldwell “An End Effector Based on the Bernoulli Principle for Handling Sliced Fruit and Vegetables,” Robotics Computer Integrated Manufacturing, vol. 24, no. 2, pp. 249–257, 2008.
  • [13] G. Dini, G. Fantoni and F. Failli, “Grasping Leather Plies by Bernoulli Grippers,” CIRP Annals Manufacturing Technology, vol. 58, no. 1, pp. 21–24, 2009.
  • [14] Ş. Ertürk, “Laparoskopik Cerrahide Hasta Güvenliğinin Arttırılması için Yeni Tip Tutucu Geliştirilmesi (Development of A New Type of Gripper to Improve Patient Safety in Laparoscopic Surgery) [in Turkish],” Ph.D dissertation, Dept. Mec. Eng., Duzce Univ., Düzce, Turkey, 2019.
  • [15] R. Sam and S. Nefti, “Design and Feasibility Tests of Flexible Gripper for Handling Variable Shape of Food Products,” in Proceedings of The 9th WSEAS International Conference on Signal Processing, Robotics and Automation (ISPRA '10), University of Cambridge, UK, 2010, vol. Recent Advances in Signal Processing, Robotics, and Automation, pp. 329–335: WSEAS Press.
  • [16] Ş. Ertürk and F. Erzincanli, “Grasping of Soft Tissues by means of Non-Contact Gripper in Minimally Invasive Surgery,” Düzce University Journal and Science Technology, vol. 7, no. 3, pp. 1335–1340, 2019.
Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2013
  • Yayıncı: Düzce Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü
Sayıdaki Diğer Makaleler

Tek ve İki Aşamalı Tulyum Katkılı Fiber Yükselteçlerin SBandındaki Kazanç ve Gürültü Analizi

Murat YÜCEL, Ayten DİNCER

Parkinson Hastalığı Teşhisi İçin Makine Öğrenmesi Tabanlı Yeni Bir Yöntem

Mehmet Recep BOZKURT, Muhammed Kürşad UÇAR, Sadullah ESMER, İbrahim ÇİL

Avrupa-Sibirya (Euro-Siberian) Flora Alanının Batı Karadeniz Alt Bölgesi (Euxine)’nde Bulunan Tıbbi Yabancı Ot Türleri

Barış TEMBELO, Zübeyde Filiz ARSLAN, Necmi AKSOY

CdTe Kuantum Noktası Katkısının E63, E7 ve SCLP Sıvı Kristal Malzemelerin Akım-Voltaj Karakteristikleri Üzerine Etkisi

Oğuz KÖYSAL, Gülsüm KOCAKÜLAH, Aliye KAHYAOĞLU, Mert YILDIRIM

Kuzey Doğu Anadolu'nun Bitkisel Biyoçeşitliliğine Katkılar (BİYOD Veri Tabanı Örneği)

Salih TERZİOĞLU, Kezban ÖZKAN

Zamanla Değişken Kütleye Sahip Kütle Yay Sönüm Sisteminin Periyodik Olmayan Titreşimleri

Gözde SARI, Yasemin Nur AYDIN

Dizel-Metanol-Nanopartikül ile Çalışan Bir Dizel Motorda Titreşim ve Gürültü Değişimlerinin İncelenmesi

Mustafa KARAGÖZ

Kozmetik Bebek Yağlarında Dört Parabenin Tayini için Derin Ötektik Çözücülere Dayanan Vorteks Destekli Mikro Ekstraksiyon ve BoxBehnken Tasarımı ile Optimizasyon

Sezen Sivrikaya Özak

Soda-Potasyum Borhidrür Yöntemiyle Fıstık Çamı Öz ve Diri Odunlarından Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Özelliklerinin Karşılaştırılması

Saniye ERKAN, Mustafa ÇİÇEKLER, Ahmet TUTUŞ

Hidrotermal olarak Sentezlenen Çiçek benzeri NiO@Fe3O4'ün Katalitik Özellikleri

Nurdan KURNAZ YETİM