NiLiBoRo – управляемый роботизированный червь для хирургии

2015-11-17
NiLiBoRo – управляемый роботизированный червь для хирургии

Только хороший мастер может провести успешную операцию на внутреннем ухе. Это процедура всегда оставалась одной из самых сложных и искусных. Обычно в случае медицинского вмешательства приходится удалять весь сосцевидный отросток височной кости. Однако вскоре процедура станет гораздо проще и проводить ее сможет любой специалист. А все благодаря роботу, которого назвали NiLiBoRo. Эта разработка позволяет вырезать отверстие, равное 5 мм, вместо того, чтобы удалять височную часть целиком.

NiLiBoRo – разработка, представляющая роботизированную систему, которая сделана настолько качественно, что умеет просверливать кости, не затрагивая нервные волокна и кровеносные сосуды. Возможности этой разработки будут показаны на медицинской выставке ComPaMED, которая состоится с 16 по 19 ноября в Дюссельдорфе.

Авторами роботизированной системы являются немецкие разработчики, которые и дали ей имя NiLiBoRo (происходит от немецкой фразы, в переводе означающей «Процесс нелинейного сверления»). Данная разработка создается в рамках программы Mannheim. В ее реализации принимают участие несколько команд, специализирующихся на автоматизации в медицине и биотехнологии. В рамках проекта они активно сотрудничают с Институтом Фраунгофера, специалисты которого работают над системами автоматизации и технологиями производства, кроме того, заняты два университета: технический Дармштадта и Аахена, а также специалисты университетской клиники Дюссельдорфа.

На сегодняшний день бормашины умеют делать только прямые разрезы костей.

Леннарт Карстенсен, один из разработчиков проекта, утверждает, что роботизированная система впервые позволит оставлять нетронутыми участки, которые нежелательно затрагивать во время операции.

Разработка позволит проводить операции на опухолях внутреннего уха с минимальным вмешательством.

Для выполнения операции необходимо пространство диаметром 5 мм, которое вполне способен обеспечить NiLiBoRo. Для хирургического вмешательства подобного плана прямое сверление значительно повышает болевые ощущения, потому что разрез проходит близко к нервным окончаниям. Чтобы волокна травмировались как можно меньше, разрезы должны быть не более 1-2 мм, но такого отверстия недостаточно для проведения операции. Потому система, способная обходить наиболее чувствительные места оказывается наилучшим способом применения.

Каким способом NiLiBoRo способен выполнять такие работы? Разработка имеет вид «червя», состоящего из головы и хвоста. Обе эти части объединены гнущимся гофрированным механизмом. Это напоминает аккордеон или сдвоенный автобус, где соединены в одну несколько секций.

Роботу подключается питание, и им осуществляется управление в момент проведения операции. За правильное перемещение роботизированной системы отвечают гидравлические линии, располагающиеся внутри работа и крепящиеся также к насосам.

Роботизированная система имеет несколько камер, в которые помещается гидравлическая жидкость. Камеры встроены в «голову» и «хвост» робота. Для начала жидкостью заполняются задние отсеки, которые должны оставаться четко зафиксированными. Эти камеры помещаются в свободное пространство между костью и роботом. Гармошка раскладывается, когда по ее гидравлическим секциям постепенно растекается жидкость. За счет этого расширения робот двигается вперед. Передняя часть с расположенным на ней сверлом прижимается к кости и начинает глубже пробираться.

После чего за передним отсеком подтягивается задний, как если бы это делал обычный червяк. Из задних отсеков жидкость перетекает в передние, и в этот момент они оказываются зафиксированными, а задняя часть, наоборот, свободной. Благодаря перетеканию жидкости и сокращению механизма происходит постепенное продвижение робота вперед.

Леннарт Карстенсен рассказывает, как регулировать перемещение механизма: для управления направлением движения робота нужно следить за объёмом камер в передней части системы. То есть когда необходимо повернуть «червяка» влево, камера с этой стороны заполняется меньшим содержанием жидкости и система поворачивается в нужную сторону.

Сотрудники Технического университета Дармштадта разработали электромагнитную систему, необходимую для установления курса движения робота, по которому будет проходить путь и осуществляться сверление. Сущность разработки в том, чтобы следить за позицией устройства, периодически делая томографию с изображением робота.

На сегодняшний день разработчики собрали образец для эксперимента, который превышает планируемые размеры в 5 раз. Итоговая версия должна быть гораздо меньше.

Кроме того, в комплектации пока только передняя часть и гофрированные отрезки. Устройство будет дорабатываться поэтапно, совершенствуясь и подвергаясь оптимизации. Для начала все этапы тестирования будут проходить на большом образце, после успешного завершения тестов разработчики создадут уменьшенную копию, подходящую для операций. Миниатюрная версия, по планам ученых, будет готова через 2 года.

 

По материалам: motherboard.vice.com

Подпишитесь на новости! Robotics Expo
Будьте в курсе актуальных новостей индустрии, получайте только полезную информацию!

купитьбилет