Istraživači razvijaju potpuno pneumatski neurohirurški robot

"U konačnici, želimo da medicinski uređaji poboljšaju ishode pacijenata i ni u kom slučaju ne pogoršavaju stvari", rekao je David Comber, student doktorskog studija četvrte godine na Univerzitetu Vanderbilt koji je radio na uređaju.

Prema Comberu, istraživači su pristupili ovom izazovu dizajniranjem i izgradnjom fleksibilnih aktuatora koji se zasnivaju na nižoj osnovi, koji koriste korakalni mehanizam, slično kao kako djeluje mehanička olovka, za pomicanje uređaja u sitnim koracima. Na taj način se sprečava prekomerno širenje sistema i šteta pacijentu u slučaju kvara na računaru ili hardveru.

Moraju se riješiti i sile trenja unutar ovih pokretača kako bi sistem djelovao što je moguće glatko. Da bi smanjili ove snage, dizajneri su izgradili pogone s klipovima napravljenim od grafita, koji se obično koriste kao suho mazivo, i cilindrima od stakla. Prilagodba je također uzeta u obzir pri pokušaju smanjenja sila trenja i sprečavanju vezivanja u uređaju.

„Dizajn za sastavljanje robota zahtijeva prilagodljivo poravnanje nekoliko dijelova spajanja, kao što su ležajevi dnevnika na linearnim vodilicama. klipne šipke povezane sa kliznim pločama i klipnjače spojene sa tempovima ", rekao je Comber. „Rješenje koje sam koristio u svakom slučaju je labav otvor s navrtkama i podloškama. Svako poravnavanje prilagodio sam osjećaju dok trenje nije izgledalo na minimumu. "

Jedan od najvećih problema sa kojim je uređaj suočen je njegova potreba za efikasnim radom u uskim prostorima i moćnim magnetnim poljima MRI mašine. U uređaju se ne mogu koristiti elektromehanički uređaji jer bi magnetska polja koja stvaraju ometala MRI sliku. Pneumatski uređaji, međutim, proizvode ograničena magnetna polja i ne bi ometali sliku. Kako bi se dodatno smanjio utjecaj magnetskih polja na MRI slike, kao i na sam uređaj, robot je izgrađen koristeći uglavnom ne-feromagnetske materijale.

Uređaj je dizajniran da bude dovoljno kompaktan da stane unutar MRI-a s pacijentom. To je učinjeno povećanjem volumena dostupnog uređaju, postavljanjem na krevet MRI iznad glave pacijenta. Mehanizmi unutar uređaja su tada kinematično spojeni da se minimizira dužina hoda, a samim tim i dužina pokretača klipa-cilindra. Ogromne komponente sustava, uključujući senzore tlaka i ventile, drže se u zasebnoj prostoriji kako se ne bi ometale MRI i povezane su s uređajem dugim cijevima.

Iako je trenutna iteracija uređaja specifična za postupak i lokaciju, tim vjeruje da bi se tehnologija mogla jedan dan koristiti u mnogim medicinskim aplikacijama.

„Tehnologije koje ovde razvijamo mogle bi se prilagoditi ostalim dijelovima anatomije“, rekao je Comber. „Ali sigurno bi bilo potrebno redizajn da se lako integriše u tu novu anatomiju.“