Основная проблема перкутанных вмешательств заключается в том, чтобы направить инструмент через кожу не видя непосредственно интересующую область (например, опухоль).
Для этой процедуры используются различные методы интраоперационной визуализации, такие как ультразвуковая визуализация, компьютерная томография или магнитно-резонансная томография (МРТ).
Помощь робототехники помогает усовершенствовать процедуру. Такой робот может служить "третьей рукой" врача, следуя по запланированной траектории помогая сократить время, связанное с определением желаемой точки вставки и угла наклона.
Основной целью системы было повышение точности диагностики, а также снижение риска возможных осложнений при планировании наклонной траектории.
Запланировано клиническое применение первого прототипа - биопсия в брюшной полости с использованием УЗИ и КТ в качестве интраоперационных методов визуализации.
Доставка в точку входа в кожу осуществлялась с помощью 4-х валовой системы позиционирования, состоящей из трех линейных осей в декартовой конфигурации с одним дополнительным звеном вращения.
Установка ориентации иглы была строго отделена от движения любой оси брутто-позиционера. Дистанционный центр движения ("точка поворота") для наклона иглы поддерживался кинематической структурой NPU для достижения максимальной безопасности во время вмешательства. Роботизированная система в пространстве визуализации, а также измерение текущего положения пациента производились с помощью оптической системы отслеживания. Работа всей системы оценивалась испытаниями с использованием проницаемого для иглы фантома.
В качестве мишени использовали горошину, ее вставляли в изготовленный на заказ гель-фантом. Иглы для биопсии были введены в соответствии с предыдущей процедурой планирования, и было оценено расстояние между фактическим игольчатым трактом и центром цели. Роботизированная система продемонстрировала высокую точность, достаточную для медицинского применения. Каждая из целей биопсии может быть достигнута немедленно.
Прототип помимо очень многообещающих результатов в отношении точности, исследования также показал, что размер и сложность установки будут основным барьером для использования в клинической практике.
Разработка началась в 2004 году в сотрудничестве между компаниями PROFACTOR Research and Solutions GmbH (Австрия) и Medical Intelligence GmbH (Германия) с целью создания модульной системы ассистента робота для широкого спектра клинических применений, а также снижения технической сложности для достижения приемлемого соотношения цены и качества для клинического применения.
Новая установка B-Rob II состояла из двух модулей позиционирования 2DOF небольшим размером. Соединение двух модулей с двумя угольными "пальцами", образующими параллелограммную структуру, позволило с высокой точностью установить угол наклона иглы.
Для эффективного позиционирования роботизированной системы брутто модули были установлены на пассивном многофункциональном держателе.
Серия исследований была выполнена с B-Rob II. Успешно проведено 50 биопсийных процедур, показавших среднюю расчетную погрешность нацеливания 1,05 мм ± 0,35 мм. Конструктивная цель обеспечения модульной конфигурации может быть достигнута и продемонстрирована в различных конфигурациях приложений.
В сотрудничестве с Университетом Джона Хопкинса (Балтимор, США) робот после небольшой модификации для увеличения диапазона движения от ±2 см в x-плоскости до ±4 см был настроен на трансректальную ультразвуковую биопсию предстательной железы, брахитерапию простаты с очень перспективными результатами, включая клинические исследования с 10 пациентами.
Совместно с ЛОР-отделом Университета Эрлангена (Эрланген, Германия) робот после небольшой модификации для увеличения полезной нагрузки был оценен как держатель камеры для трансназальных эндоскопических операций. Вместе с двумя клиническими партнерами - нейрохирургическим отделением больницы Вагнер-Яурегг в Линце (Австрия) и нейрохирургическим отделением Кранкенхаус Карлсруэ (Германия) - роботизированная система также оценена при проведении биопсии мозга.