快速反应可变刚度磁导管用于最小侵入性手术
Yegor Piskarev1, Yi Sun1, Matteo Righi1
1Laboratory of Intelligent Systems, Institute of Mechanical Engineering, School of Engineering, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Lausanne, 1015, Switzerland.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|January 16, 2024
概括
这项研究引入了一种快速反应的可变刚度导管,用于微创手术. 活性冷却显著提高了其刚性过渡速度,减少了手术时间.
科学领域:
- 医疗器械 医疗器械
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 最少侵入性手术需要巧妙的工具,如磁性导向导管.
- 目前的变硬性导管过渡时间较慢,增加了手术的持续时间.
- 需要更快的硬度变化来提高手术效率.
研究的目的:
- 开发一种快速反应的多段导管,用于微创手术.
- 使用主动冷却来增强可变刚度导管的刚度过渡速度.
- 为了在外科手术过程中实现精确的控制和改进功能.
主要方法:
- 使用具有集成螺旋式冷却通道的可变刚度线 (FRVST) 制造多段导管.
- 在FRVST材料中使用无毒的形状记忆聚合物.
- 实施一个带有水循环的活性冷却系统,以快速改变导管的刚度.
- 与未冷却版本相比,测试刚度变化和过渡增强.
- 评估在空气和水中的外部磁场下的导管段曲能力.
主要成果:
- 与未冷却版本相比,FRVST导管显示了度变化的66倍增加和转变速度的26倍增强.
- 在80mT磁场下,单个导管段在空气中达到127°曲,在水中达到76°曲.
- 集成的冷却通道有效地促进了快速的硬度调节.
结论:
- 开发的快速响应变硬度导管显著减少了过渡时间,解决了当前技术的一个关键局限性.
- 导管的设计允许精确的,选择性的曲,并包含一个功能性的内部通道用于工具部署和冷却.
- 这项创新有可能提高心脏切除等微创手术手术的灵活性,效率和结果.
