科學(xué)家開(kāi)發(fā)全球首臺(tái)3D打印的手術(shù)機(jī)器人
近日，Vanderbilt大學(xué)的工程學(xué)碩士研究生 David Comber 和機(jī)械工程助理教授Eric Barth在3D打印技術(shù)的幫助下，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出了一臺(tái)能夠執(zhí)行精細(xì)手術(shù)的機(jī)器人。這臺(tái)機(jī)器人將于本月在Nashville舉行的流體動(dòng)力創(chuàng)新與研究會(huì)議上進(jìn)行展示。
這項(xiàng)目花費(fèi)了兩個(gè)人五年的時(shí)間，如今終于進(jìn)入了廣泛測(cè)試階段（從尸體開(kāi)始），這臺(tái)機(jī)器人的某些部件被設(shè)計(jì)成可以使用3D打印制造出來(lái)，這會(huì)使其的制造成本更低。 Milwaukee工程學(xué)院的Jonathon Slightam和Vito Gervasie與兩位開(kāi)發(fā)人員合作，幫助他們?cè)O(shè)計(jì)可3D打印的機(jī)器人零部件。而在一些機(jī)器人技術(shù)方面，Comber和Barth也咨詢了他們?cè)?/span>Vanderbilt大學(xué)里的同事，包括機(jī)械工程和神經(jīng)外科系的教師。隨著即將使用尸體進(jìn)行測(cè)試，Barth希望在十年之內(nèi)這種手術(shù)機(jī)器人可以在手術(shù)中使用，以幫助減輕癲癇患者的癥狀。
是的，這臺(tái)機(jī)器人是被專門設(shè)計(jì)用來(lái)為癲癇病人進(jìn)行腦部手術(shù)的。對(duì)于癲癇病人來(lái)說(shuō)，藥物只能控制癲癇的發(fā)作，無(wú)法徹底解決他們的病痛。最終只能靠手術(shù)才可能解決，盡管它對(duì)大腦的影響很大。這就是這臺(tái)3D打印的手術(shù)機(jī)器人的用武之地。目前手術(shù)需要去除患者的大腦的一部分，或者至少切斷臨近組織對(duì)它的刺激。手術(shù)之后的恢復(fù)過(guò)程可能是漫長(zhǎng)而艱難的。
大腦的靶向部分，即被認(rèn)為導(dǎo)致癲癇發(fā)作的區(qū)域，是海馬。它位于人腦的下部，手術(shù)很難操作。如果使用機(jī)器人設(shè)備，可以通過(guò)病用針人頰骨之間的間隙到達(dá)目標(biāo)區(qū)域，這是一個(gè)更短的路徑，而且無(wú)需在病人的顱骨上鉆孔。
這臺(tái)機(jī)器人被設(shè)計(jì)為在一臺(tái)磁共振成像（MRI）設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行操作，從而有利于整個(gè)手術(shù)過(guò)程的可視性。整個(gè)機(jī)器人由多種材料組成，其手術(shù)針使用了形狀記憶合金。這種材料是一種鎳鈦合金，與MRI設(shè)備兼容。它能夠變形，而且能“記住”其原始形狀，當(dāng)被加熱后會(huì)恢復(fù)原來(lái)的形狀。這臺(tái)手術(shù)機(jī)器人的大多數(shù)其他部件都是用3D打印機(jī)打印出來(lái)的，以保持低成本和設(shè)計(jì)上的一致性。
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