一个紧的手持连续操纵器用于最少的侵入性神经外科手术

科学领域:

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

背景情况:

• 最少侵入性神经外科手术在狭窄的空间中面临着仪器机动性的挑战.
• 现有的机器人系统往往需要经常更换工具,这阻碍了深层瘤和骨底部病变的切除.

研究的目的:

• 开发和验证一个机器人操纵的手持仪器原型,以提高微创神经外科手术的机动性.
• 为了解决严格的仪器和复杂的机器人设置在深度外科环境中的局限性.

主要方法:

• 设计了一个连续型机器人操纵器,使用堆叠的刚性和柔性磁盘,由肌线驱动.
• 使用Cosserat-rod理论模拟的操纵机械学,并通过有限元分析和物理实验验证.
• 将原型与手持单元集成,并在神经内分泌训练器和人体尸体头上测试了功能.

主要成果:

• 该原型的最大尖角为42.2°,并支持高达50g的有效载荷.
• 与刚性仪器相比,功能试验证实了优越的机动性和进入有限和离轴的头骨底部区域.
• 该设计表现出易于制造的设计和一个紧的执行单元.

结论:

• 开发的手持操纵器原型为最小侵入性神经外科手术提供了增强的机动性.
• 它提供了一种实用的解决方案,用于访问具有挑战性的深层脑瘤和骨底部病变.
• 这种原型可以作为未来神经外科干预中临床翻译的可行平台.