Penyelidik Membangunkan Robot Neurosurgi Pneumatik Sepenuhnya

"Pada akhirnya, kami mahu peranti perubatan meningkatkan hasil pesakit dan tidak, bagaimanapun juga, membuat keadaan lebih teruk," kata David Comber, pelajar PhD tahun keempat di Vanderbilt University yang bekerja pada peranti itu.

Menurut Comber, para penyelidik menghampiri cabaran ini dengan merancang dan membina penggerak fleksibel, yang fleksibel yang menggunakan mekanisme langkah, mirip dengan bagaimana pensil mekanik berfungsi, untuk memindahkan peranti dengan kenaikan kecil. Melakukannya menghalang sistem daripada meluas dan menyebabkan kemudaratan kepada pesakit sekiranya berlaku kegagalan komputer atau perkakasan.

Angkatan geseran dalam penggerak ini juga perlu ditangani supaya sistem dapat berfungsi dengan lancar yang mungkin. Untuk mengurangkan daya ini, pereka membina penggerak dengan omboh yang terbuat dari grafit, yang biasanya digunakan sebagai pelincir kering, dan silinder yang diperbuat daripada kaca. Penjajaran juga dipertimbangkan apabila cuba mengurangkan kekuatan geseran dan mencegah mengikat peranti.

"Reka bentuk perhimpunan robot memerlukan penyelarasan laras beberapa bahagian mengawan seperti galas jurnal pada batang panduan linear; rod omboh digabungkan dengan plat gelongsor dan rod omboh digabungkan dengan tali pinggang masa, "kata Comber. "Penyelesaian yang saya gunakan dalam setiap kes adalah lubang cecair longgar dengan kacang dan pencuci. Saya menyelaraskan setiap penjajaran dengan rasa sehingga geseran sepertinya minimum. "

Salah satu masalah terbesar yang dihadapi oleh peranti ini adalah dari keperluannya untuk beroperasi dengan berkesan di ruang yang ketat dan medan magnet yang kuat dari mesin MRI. Peranti elektro-mekanikal tidak boleh digunakan dalam peranti ini, kerana medan magnet yang mereka buat akan mengganggu imej MRI. Peranti pneumatik, bagaimanapun, menghasilkan medan magnet yang terbatas dan tidak akan mengganggu imej. Untuk mengurangkan lagi kesan medan magnet pada imej MRI, dan peranti itu sendiri, robot itu dibina dengan menggunakan kebanyakan bahan bukan feromagnetik.

Peranti ini direka untuk menjadi cukup padat untuk dimuatkan di dalam MRI dengan pesakit. Ini dilakukan dengan memaksimumkan jumlah yang ada pada peranti dengan meletakkannya di atas katil MRI di atas kepala pesakit. Mekanisme di dalam peranti itu kemudian kinematically digabungkan untuk meminimumkan panjang strok, dan oleh itu, panjang penggerak silinder piston. Komponen bulkier sistem, termasuk sensor tekanan dan injap, disimpan di dalam bilik berasingan untuk mengelakkan campur tangan dengan MRI dan disambungkan ke peranti dengan garis panjang tiub.

Walaupun lelaran semasa peranti adalah prosedur dan spesifik lokasi, pasukan percaya teknologi itu boleh digunakan satu hari dalam beberapa aplikasi perubatan yang berbeza.

"Teknologi yang kami sedang berkembang di sini boleh disesuaikan dengan bahagian anatomi lain," kata Comber. "Tetapi tentunya memerlukan reka bentuk semula untuk mengintegrasikan dengan mudah dengan anatomi baru itu."