3D打印技術(shù)和機器人技術(shù)一旦被證明能夠相互融合,必將對這兩大領(lǐng)域都會產(chǎn)生巨大的影響。近日,Vanderbilt大學的工程學碩士研究生 David Comber 和機械工程助理教授Eric Barth在3D打印技術(shù)的幫助下,設(shè)計開發(fā)出了一臺能夠執(zhí)行精細手術(shù)的機器人。這臺機器人將于本月在Nashville舉行的流體動力創(chuàng)新與研究會議上進行展示。
這項目花費了兩個人五年的時間,如今終于進入了廣泛測試階段(從尸體開始),這臺機器人的某些部件被設(shè)計成可以使用3D打印制造出來,這會使其的制造成本更低。 Milwaukee工程學院的Jonathon Slightam和Vito Gervasie與兩位開發(fā)人員合作,幫助他們設(shè)計可3D打印的機器人零部件。而在一些機器人技術(shù)方面,Comber和Barth也咨詢了他們在Vanderbilt大學里的同事,包括機械工程和神經(jīng)外科系的教師。隨著即將使用尸體進行測試,Barth希望在十年之內(nèi)這種手術(shù)機器人可以在手術(shù)中使用,以幫助減輕癲癇患者的癥狀。
是的,這臺機器人是被專門設(shè)計用來為癲癇病人進行腦部手術(shù)的。對于癲癇病人來說,藥物只能控制癲癇的發(fā)作,無法徹底解決他們的病痛。最終只能靠手術(shù)才可能解決,盡管它對大腦的影響很大。這就是這臺3D打印的手術(shù)機器人的用武之地。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它的刺激。手術(shù)之后的恢復過程可能是漫長而艱難的。
大腦的靶向部分,即被認為導致癲癇發(fā)作的區(qū)域,是海馬。它位于人腦的下部,手術(shù)很難操作。如果使用機器人設(shè)備,可以通過病用針人頰骨之間的間隙到達目標區(qū)域,這是一個更短的路徑,而且無需在病人的顱骨上鉆孔。
這臺機器人被設(shè)計為在一臺磁共振成像(MRI)設(shè)備內(nèi)部進行操作,從而有利于整個手術(shù)過程的可視性。整個機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,當被加熱后會恢復原來的形狀。這臺手術(shù)機器人的大多數(shù)其他部件都是用3D打印機打印出來的,以保持低成本和設(shè)計上的一致性。
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