设计和实验验证一个用于神经外科手术的3D打印嵌入式传感连续机器人

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 医疗器械 医疗器械
• 神经外科 神经外科

背景情况:

• 传统的神经外科工具缺乏复杂操纵的灵巧性.
• 连续机器人提供了增强的机动性,但往往缺乏集成传感器来进行精确的控制.

研究的目的:

• 开发和评估一个微创,超冗余的机器人操纵器与嵌入式传感器神经外科应用.
• 用开发的机器人系统来展示灵活内镜的实时控制和准确的轨迹跟踪.

主要方法:

• 一个驱动的,超冗余的操纵器与集成的光电子传感模块被设计和制造使用3D打印.
• 一个登电缆传输系统被用来执行,包括光纤用于传感.
• 开发了一种多重回归模型,以从传感器输出中预测尖端角度.

主要成果:

• 成功创建了一个43毫米长,5.5毫米直径的功能原型.
• 该系统展示了对反控制变量的实时测量能力.
• 在实验任务中,可以精确控制曲率和尖端曲,以及轨迹跟踪.

结论:

• 开发的机器人操纵器为神经外科干预中增强的灵敏度和控制提供了一个有希望的解决方案.
• 嵌入式传感器和先进的控制策略使微手术仪器和管的精确操纵成为可能.
• 这项技术有可能改善微创神经外科手术中患者的治疗结果.