紧凑、高扭矩电机精确控制活检针来提高速度,效率,辐射暴露。gydF4y2Ba

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08/29/14,09:08 |gydF4y2Babdapp安卓手机版 ,gydF4y2Ba其他主题gydF4y2Ba|gydF4y2BaFAULHABER MICROMOgydF4y2Ba

它与一个简单的问题开始一天在拉吉夫•古普塔博士的居住在马萨诸塞州总医院(MGH):为什么,与常规CT扫描仪实现亚决议,他仍然执行手工针活检只有厘米的精度?应该有一个更好的方法。一个团队从麻省理工学院(MIT)同意了,建立了一个机器人unprecendented活检系统效率和准确性,采用紧凑、高扭矩从MICROMO汽车电子产品。gydF4y2Ba

今天肺活检的过程是使用快照从CT扫描仪手动直接10 - 20厘米针从皮肤表面成一个可疑病变。一个初始扫描确定所需的入口点针。接下来,医生把针,需要一个图像,调整针,需要另一个图像,等等——通常大约10次迭代。这个过程耗时、缺乏精度和主题病人重复剂量的电离辐射。古普塔,现在在MGH体积CT实验室的主任,认为机器人系统可以提高定位精度和速度的过程,同时减少x射线曝光。gydF4y2Ba

由紧凑、高扭矩伺服马达,Robopsy机器人活检系统执行针活检有效率,减少病人暴露于辐射和改善解决。(由妮娃Hanumara和康纳Walsh)gydF4y2Ba

进入麻省理工学院博士候选人妮娃Hanumara和康纳·沃尔什,他与古普塔通过整合医学中心和创新技术(得到)的赞助下,亚历山大·斯洛克姆教授的研究生精密机械设计类。开发的一个财团的波士顿地区的学术机构和医院,这次设计是在医学和工程学之间的桥梁。麻省理工团队于2004年开始从事该项目的;结果是Robopsy机器人活检系统,现在处于动物实验阶段。gydF4y2Ba

控制针gydF4y2Ba

Robopsy设计包含两个又长又窄的箍形像桔子皮的部分和嵌套同心地与长轴组正交。重叠的两个篮球基本上形成了一个笼子里,覆盖针。马车固定内箍和骑在外环路帧笼子里并提供调整针的手段。对自己的长轴驱动器旋转桶箍。运动变化的马车,进而将针在极坐标下:q(病人的参照系中从左到右)和f(病人的参照系从头到脚)。gydF4y2Ba

Robopsy机器人活检系统包含两个箍(棕褐色和紫色)组正交,对他们的长轴旋转。一辆马车,骑在篮球包含针(上)。pinion-driven辊(红色,左)对被动辊驱动针(红色,右),旋转驱动针进入病变。gydF4y2Ba

减少组织损伤引起的针而病人呼吸,动作的默认状态是自由摆动的针在车厢内。时调整针沿径向移动,在q和f和一个pinion-driven扣人心弦的辊压针与被动辊的马车。一旦固定针,被动辊旋转定位针径向对病人的皮肤。gydF4y2Ba

测试显示,一个典型的19-gauge活检针需要3 - 5 N的力穿透胸膜(囊周围肺)。扣人心弦的辊的直径和摩擦系数所需的200 Nm的扭矩^ 2的针,这样就可以将驱动用足够的力量。因此,该团队设计了系统产生的最大力量10 n设计包含四个微型伺服电机:每个箍一到东方,一个扣人心弦的齿轮传动辊,和一个被动辊旋转。每个10-mm-diameter电动机夫妇10-mm-diameter变速箱与256:1减速比达到所需的扭矩和速度。小编码器安装结束后汽车提供闭环位置控制。gydF4y2Ba

肺活检只发生在患者轻度麻醉,这对设计作了一些限制。一个是大小。Robopsy包需要轻量级的,小到可以安全地在病人的胸部。最大化的活动范围,团队希望的轴心点针在皮肤上的入口点。所有这一切需要使用紧凑型汽车。“我们真的需要相当高的扭矩在一个小包装,”沃尔什说。“另一个限制是,我们需要一个小的直径,因为我们设计我们的设备尽可能接近病人的表面,因此发动机只有10毫米直径是真正对我们有益的。”gydF4y2Ba

在微小的包的巨大挑战gydF4y2Ba

团队建立的大部分单位一次性,注塑,射线可透过的塑料部分。一个驱动器模块四个伺服电机及其相关控制电子强国塑料元素,可以保留和重用。保持元素的一次性用品,确保没有在包上病人的胸部干扰成像,汽车从篮球流离失所。gydF4y2Ba

CT图像显示,汽车和non-radiolucent Robopsy部分单位不干涉可见度的针。(由妮娃Hanumara和康纳Walsh)gydF4y2Ba

连接电机负载所需的自定义耦合,虽然,这是MICROMO内部机器商店走了进来。“当你处理一个非常小的汽车,总有两个挑战:对电动机的控制,得到轴,“Hanumara说。“我们必须定制耦合激光焊接到轴上。”gydF4y2Ba

”,让我们很容易和安全地传输的扭矩电机设备,”沃尔什还在继续。“我们制定了一个耦合的规格,我们设计了交配特性为我们的塑料部分。我们发送这些耦合MICROMO图纸和他们在激光焊接。他们很有帮助,”他补充道。gydF4y2Ba

系统性能gydF4y2Ba

结合MGH,团队到目前为止测试系统与明胶幻影和一个猪的话题。减少辐射剂量单位能够实时操作,在一个迭代过程的手动方法,只有更有效率。前置程序扫描提供了数据计划所需的针路径前粘贴Robopsy设备。设备和针,第二针扫描允许系统注册和识别的特定的角度和深度所需的插入。一旦转入Robopsy接口数据,单位插入针胸膜。第三个扫描允许最后角调整针插入病变。第四个,也是最后一个扫描确认针就位。“我们从我们的第一个猪试验是一个很好的验证,“Hanumara说。“我们确认可以做。”gydF4y2Ba

“这曾直截了当地第一次同意沃尔什。“这真是正确利用精确的位置信息可以从成像的机器。gydF4y2Ba

放射科医生从控制室远程执行过程,从辐射屏蔽,这样做他们能做的也在减少时间和每个病人的放射剂量较低。”gydF4y2Ba

猪Robopsy试验是成功的,证明了目标1厘米可疑病变的能力。(由妮娃Hanumara和康纳Walsh)gydF4y2Ba

系统旨在实现1度位置精度,目前翻译的能力目标1厘米的病变。Hanumara说,最终的目标是要达到0.5厘米精度。这将允许医生目标病灶的不同地区,由于病变的组织学改变位置。团队已经比这更雄心勃勃的计划,尽管。“我们认为这是第一次的家庭设备,“Hanumara说。“我们从肺活检,开始进入其它器官的活检,也许我们可以有针对性的治疗。我们也可以看看别的地方可以使用轻量级、低成本机器人大大改善准确性。”半岛app官网gydF4y2Ba

有一件事是肯定的,他们不仅满意他们的系统,他们满意他们的汽车和汽车供应商。MICROMO显示没有不情愿提供少量团队寻求,沃尔什说。“这是恰恰相反。总是,我们能给你的你需要做什么?这是他们的主要关注点。”gydF4y2Ba

“当我出去工作,我需要把设备放在一起,有一些公司我会推荐,有公司我不会联系一百一十英尺,”Hanumara说。“我会毫不犹豫地推荐MICROMO汽车,快速,正确的选择。”gydF4y2Ba

在解决方案gydF4y2Ba

900万美元的库存和广泛的零件编号,MICROMO能够提供准确的汽车所需的麻省理工学院的团队。“他们实际上提供的汽车目录,和这是我们的经验,并非所有的汽车公司做,“Hanumara说。“他们会说,‘好吧,我们有其他产品的,你会说,“但是这个电机能够满足我们所有的规格呢?’”gydF4y2Ba

MICROMO发动机,满足他们的规格,和一个gydF4y2Ba专用机器商店gydF4y2Ba通过添加耦合,定制的产品。gydF4y2Ba

• 1024年……年代与贵金属直流电机换向和挂载一个编码器,后轴驱动箍和辊。电机规格:10毫米直径,1.11 W输出功率,1.28 mNm的扭矩,12000 rpm。gydF4y2Ba
• ,10/1的行星减速箱在256:1比率装有滚珠轴承,实现所需的转矩,计算机迷规格:19.1毫米长,不到3%的反弹。gydF4y2Ba
• 哼哼编码器跟踪运动准确地说,一个编码器(10脉冲前交,40脉冲后交)gydF4y2Ba

关于gydF4y2BaMicromogydF4y2Ba
50多年来,MICROMO (FAULHABER集团)汇集了广泛的高品质、高性能线性和旋转运动解决方案,几十年的微观运动专长基于直流电机技术和完整的服务设计,采购和制造能力在全球范围内提供基准运动解决方案。叫MICROMO在800-807-9166,让我们的应用工程师之一,设计一个自定义运动解决方案为您的下一个应用程序。gydF4y2Ba

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