ATIのF/TセンサーがKindHeart手術シミュレーターに「すべての感触」を与える

公開日 6月 26, 2025

ATIフォース/トルクセンサーは、KindHeartの革新的な手術シミュレーターに電力を供給し、外科医に本物の…

外科医や手術チームは、大きなプレッシャーの中で正確な手術を行う能力で知られている。彼らは日々の仕事を完遂するために鋭敏な対応力を必要とするが、そのような洗練された触覚の確立には長年の教育と訓練が必要である。多くの手技を成功させるためには、タイミングと効率が非常に重要ですが、最初に練習することは必ずしも選択肢ではありません。KindHeart手術シミュレーターを使えば、手術チームは、患者がその過程で経験することを洞察しながら、さらに高いレベルのパフォーマンスを学ぶことができます。ATIのForce/Torque(F/T)センサーの助けを借りて、KindHeartの手術シミュレーター装置は、手術中に患者に加えられた力からのフィードバックをキャプチャすることができます。


これらのハイテクセンサー付きシミュレーターは、血液のような物質で灌流されたリアルな組織、心拍、および処置中に監視する必要があるその他のバイタルサインを備えています。これらのシミュレーターは、継続的なフィードバックを提供しながら、トレーニング中の外科医に実際のツールと組織を体験させます。手技中の心臓発作のような有害事象をシミュレートすることもできる。これは、外科医がリアルタイムで反応する能力を向上させることができ、さらに患者を危険にさらすことなくいつでも処置を中断することができるため、優れた教育モデルである。KindHeartのデバイスの外観、感触、動作は、外科医、チーム、さらには手術ロボットに至るまで、極めて本格的な実地訓練体験を提供する。


開発パートナーであるノースカロライナ州ケーリーのTouchstone 3D社との緊密な協力により、チームはこれらの装置用にデュアルセンサーを設定しました。大型のATI Deltaセンサーはマネキンの胸腔内に取り付けられ、小型のATI Mini40センサーは組織カートリッジの下に取り付けられています。この設計により、手術の焦点位置での力の測定と、体壁を通過する際の手術器具の力からのフィードバックが可能になります。KindHeart社の共同設立者兼社長であるAndy Grubbs氏は、次のように語っている。”ATIセンサーは両方ともMIC-6基準面にしっかりと接続されており、信号の驚くべき分離を達成し、多くの有用なデータを得ることができました。”

サイズの異なる2つのセンサーを利用することで、この装置は手術による生体力学的影響を包括的に見ることができる。工具が入るときに身体にかかる力は大きく、より大きな範囲のセンサーが必要である一方、焦点位置での接触は、より小さく、微細な解像度のセンサーで最もよく捕捉される力を生み出す。ATIのF/Tセンサーファミリーは、測定される力のレベルの違いに対応するため、幅広いセンサーサイズを取り揃えています。このアプリケーションでは、DeltaセンサーとMini40センサーはIP65に準拠しており、ほこりや液体の飛沫、この例では模擬手術の流体から保護します。ATIのDeltaとMini40 F/Tセンサーの高精度と高分解能は、手術中に発生する力とトルクの測定に最適で、プロセスから直接、豊富で高品質なデータを収集することができます。

左:ATI Deltaセンサー。右:ATI Mini40 センサー。

センサーは至近距離にあるにもかかわらず、ノイズが非常に少なく、明確なフィードバックデータ信号を提供している。さらに、患者側からの視点も可能です。これまでのところ、患者のBMIが手術中に患者にかかる力に影響することが分かっています。また、手技中に肋骨がどのようにねじれ、トルクがかかるかをよりよく把握できるようになってきている。アンディ・グラブス氏は、外科医の動作効率や時間の使い方に関する客観的なフィードバックは貴重であると話している。外科医は非常に競争心が強く、自分のパフォーマンスを客観的に測定することを切望しています。これは、患者の視点から採点してくれる初めての製品です」。


医療専門家にとって、KindHeartセンサー付きシミュレーターを利用することは、患者が手術中に経験することを正確に理解することに近づく。患者の手術に対する心構えを整え、術後の痛みや回復に要する時間について理解する手助けをすることができる。これらのチームは、より良い人間工学と反応時間を開発し、最終的に、より迅速で効率的な手術を実現します。

KindHeartの手術シミュレーターを使って手技を練習する医師たち。

実用的な観点からは、シミュレートされた手術のデータは、患者ごとに手順を標準化し、異なるタイプの患者に方法や技術を調整するためのベストプラクティスを定義するために使用することができます。医療患者にとって、KindHeart装置を使った手術トレーニングは、より高いレベルの正確さと効率的な手術を提供する。つまり、患者は手術中や手術後の不快感が軽減され、さらに術後のケアや回復のための推奨事項が改善されることを期待できるのです。


ロボット手術が普及するにつれ、KindHeartシミュレーターはロボット手術の習熟度を高め、収益性を高めるために不可欠なツールとなっている。そのためには、手術ロボットも人間と同じように経験を積む必要がある。KindHeartの装置は再利用可能であるため、手術ロボットに持続可能なトレーニングオプションを提供する。F/Tセンサーを取り付けた患者マネキンの本体は永久に固定されるが、組織カートリッジは交換可能である。結局のところ、KindHeart社は、この容量に自社製品の大きな可能性を見出している。幸いなことに、ATIのF/Tセンサーは堅牢で、何百万サイクルもの繰り返し測定に対応するように設計されている。優れた精度、剛性、分解能を補完する高い過負荷保護機能を備えているため、KindHeartのセンサー付きシミュレーターを使用するチームは、今後何年にもわたってシステムが確実に機能することを確信できます。


KindHeartは、人間の行動をエミュレートし、ユーザーに豊かな経験を提供する手術トレーニング用のリアルなモデルを開発しました。ATIのF/Tセンサーは、それらのモデルに感覚を提供します。多様な機能と持続可能性を備えたセンサー付きシミュレーターは、外科医、チーム、手術ロボットの熟練度、人間工学、ベストプラクティスを向上させる理想的なツールです。


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