Tyrėjai sukūrė visiškai pneumatinį neurochirurginį robotą

„Galų gale mes norime, kad medicinos prietaisai pagerintų paciento būklę, o ne bet kokiu atveju, kad viskas būtų dar blogiau“, - sakė Deividas Comberis, šio prietaiso srityje dirbęs Vanderbilto universiteto ketvirtojo kurso doktorantas.

Anot „Comber“, tyrėjai priėmė šį iššūkį suprojektuodami ir pastatydami dumplių pagrindu pagamintas, lanksčias pavaras, kurios naudoja laiptelių mechanizmą, panašų į tai, kaip veikia mechaninis pieštukas, kad prietaisas judėtų maža dalimis. Tai padarius bus išvengta sistemos per daug išsiplėtimo ir padaryta žala pacientui, sugedus kompiuteriui ar aparatinei įrangai.

Taip pat reikėjo įveikti trinties jėgas šiose pavarose, kad sistema veiktų kuo sklandžiau. Norėdami sumažinti šias jėgas, dizaineriai statė pavaras su stūmokliais iš grafito, dažniausiai naudojamais kaip sausas tepalas, ir cilindrais iš stiklo. Sureguliavimas taip pat buvo svarstomas bandant sumažinti trinties jėgas ir užkirsti kelią prietaiso sukibimui.

„Projektuojant robotą, reikėjo reguliuojamo kelių priešingų dalių, tokių kaip rutuliniai guoliai, suderinimo ant tiesinių kreipiamųjų strypų; stūmokliniai strypai, sujungti su slankiosiomis plokštėmis, ir stūmokliniai strypai, sujungti su paskirstymo diržais “, - sakė D. Comberis. „Sprendimas, kurį aš naudojau visais atvejais, buvo laisva anga su veržlėmis ir poveržlėmis. Kiekvieną derinimą koregavau pagal savo pojūtį, kol atrodė, kad trintis yra mažiausia. “

Viena didžiausių prietaiso problemų kilo dėl jo poreikio efektyviai veikti ribotos MRT aparato erdvėse ir galingame magnetiniame lauke. Elektromechaniniai įtaisai negalėjo būti naudojami, nes jų sukurti magnetiniai laukai trukdo MRT vaizdui. Tačiau pneumatiniai įtaisai sukuria ribotą magnetinį lauką ir netrukdo atvaizdui. Norėdami dar labiau sumažinti magnetinio lauko įtaką MRT atvaizdui ir pačiam įrenginiui, robotas buvo pastatytas naudojant daugiausia ne feromagnetines medžiagas.

Prietaisas suprojektuotas pakankamai kompaktiškas, kad tilptų MRT su pacientu. Tai buvo padaryta maksimaliai padidinus prietaiso turimą tūrį, pastačius jį ant MRT lovos virš paciento galvos. Tada įrenginio mechanizmai buvo sujungti kinematiškai, kad būtų sumažintas eigos ilgis, taigi ir stūmoklinio cilindro pavaros ilgis. Didžiausi sistemos komponentai, įskaitant slėgio jutiklius ir vožtuvus, laikomi atskiroje patalpoje, kad netrukdytų MRT, ir yra sujungti su prietaisu ilgomis vamzdelių linijomis.

Nors šiuo metu prietaiso kartojimas priklauso nuo konkrečios procedūros ir vietos, komanda mano, kad technologija gali būti naudojama vieną dieną daugelyje skirtingų medicinos programų.

„Mūsų kuriamos technologijos galėtų būti pritaikytos kitose anatomijos dalyse“, - sakė R. Comberis. „Tačiau norint lengvai integruotis į tą naują anatomiją, tikrai reikės pertvarkyti“.