大腦是人體最重要和精密的器官之一, 微創(chuàng)介入治療是一種現(xiàn)代高科技微創(chuàng)性治療，神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人能極大地增加神經(jīng)外科手術(shù)精準(zhǔn)度和安全性,，且操作簡(jiǎn)易,，應(yīng)用范圍廣,，減少圍手術(shù)期并發(fā)癥,。
倫敦帝國(guó)理工學(xué)院,，研究人員正在夜以繼日地工作,，以便顯著改善神經(jīng)外科手術(shù)的流程,，使之更加微創(chuàng),。歐盟資助的 EDEN2020 多學(xué)科項(xiàng)目旨在通過(guò)整合幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)來(lái)推進(jìn)腦部疾病的治療和確切的藥物輸送,，其中機(jī)器人輔助導(dǎo)管操縱是一個(gè)關(guān)鍵的主要組成部分。
Elmo 運(yùn)動(dòng)控制公司被選中,，以其 Platinum Maestro 運(yùn)動(dòng)控制器來(lái)主控 4 軸機(jī)器人系統(tǒng),，并用 4 個(gè)微型 Gold Twitter 伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。
作為該技術(shù)核心的可轉(zhuǎn)向機(jī)器人針頭（以及創(chuàng)新的藥物輸送方法,，術(shù)前磁共振成像和術(shù)中超聲波）,，可幫助外科醫(yī)生精確地在大腦導(dǎo)航，抵達(dá)準(zhǔn)確的腫瘤位置,，從而實(shí)現(xiàn)精確的藥物輸送,。優(yōu)化軌跡將各種障礙和敏感的大腦區(qū)域考慮在內(nèi)，并以最大的準(zhǔn)確度進(jìn)行操縱,，從而最大限度地減少出現(xiàn)任何不可逆腦損傷的可能性,。
通過(guò)大腦來(lái)控制機(jī)器人，可轉(zhuǎn)向?qū)Ч艿娜蝿?wù)并非易事。由于采用高 4 軸同步水平以及低至 10μm 的精度要求,，因此任何錯(cuò)誤都可能嚴(yán)重?fù)p傷大腦,。Elmo 先進(jìn)的多軸運(yùn)動(dòng)控制器 Platinum Maestro 可以實(shí)現(xiàn)最多 4 軸同步，以 250μs 的 EtherCAT 循環(huán)速度向前移動(dòng)刺針,。
在最近與 Elmo 代表會(huì)面時(shí),，EDEN2020 項(xiàng)目協(xié)調(diào)員 Ferdinando Rodriqugez Y Baena 教授解釋說(shuō)：“該系統(tǒng)將能夠以無(wú)與倫比的準(zhǔn)確性，精確度和更新速度來(lái)感受及感知術(shù)中不斷變形的大腦解剖結(jié)構(gòu),?！?/p>
Platinum Maestro (P-MAS) 是一款配備有高效 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)的同類最佳運(yùn)動(dòng)控制器，專為要求苛刻的多軸應(yīng)用而定制,，其高度同步的系統(tǒng)所需的巨大處理能力與無(wú)數(shù)運(yùn)動(dòng)算法相結(jié)合,，使其成為需要更快更精確進(jìn)行擦拭的機(jī)器和機(jī)器人的理想之選。P-MAS 對(duì) EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化方式獨(dú)一無(wú)二,，將最短的網(wǎng)絡(luò)循環(huán)時(shí)間以及決定性的用戶程序相結(jié)合,，可實(shí)現(xiàn)快速、可靠且無(wú)與倫比的多軸性能,。
可編程斜面針尖 (PBN) 通過(guò)大腦向前推進(jìn),，它由 4 個(gè)生物具有相容性的柔性互鎖塑料段節(jié)構(gòu)成，每個(gè)塑料段節(jié)都有一個(gè)用于藥物輸送的工作通道以及一個(gè)含有用于形狀感測(cè)的光纖電纜通道,，針頭的整體轉(zhuǎn)向能力受每段節(jié)同步推進(jìn)管控,。
例如，某些段節(jié)會(huì)有針對(duì)性地推進(jìn),，而另一些段節(jié)會(huì)保持在原位,，這能夠讓針頭在受到來(lái)自周圍軟組織的作用力時(shí)彎曲及屈曲，每段節(jié)的運(yùn)動(dòng)均由一個(gè)小型無(wú)鐵芯電機(jī)驅(qū)動(dòng),，該電機(jī)由 Elmo 的 Gold-Twitter (G-TWI) 伺服驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng),。
G-TWI 是世界上最小最強(qiáng)勁的伺服驅(qū)動(dòng)器，選中它出于幾個(gè)原因,。由于它是一個(gè)便攜式工作站,，因此極小的尺寸對(duì)于保持手術(shù)臺(tái)的總占地面積至關(guān)重要。此外,，高效 PWM 切換過(guò)程會(huì)導(dǎo)致伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生極低的 EMI,，這是各種成像過(guò)程中所涉及到的醫(yī)療類應(yīng)用的另一個(gè)關(guān)鍵因素。
在被問(wèn)及對(duì) Elmo 運(yùn)動(dòng)解決方案所做的工作時(shí)，研究工程師 Eloise Matheson（醫(yī)學(xué)機(jī)電一體化博士學(xué)位預(yù)科生）補(bǔ)充說(shuō),，“縮短開發(fā)時(shí)間”是其控制項(xiàng)目選項(xiàng)的關(guān)鍵因素,。P-MAS 是一種現(xiàn)貨運(yùn)動(dòng)控制器，可為用戶提供眾多工具和功能，簡(jiǎn)化并精簡(jiǎn)機(jī)器運(yùn)動(dòng)的實(shí)施,。
對(duì)于帝國(guó)理工學(xué)院來(lái)說(shuō),，正是 P-MAS 與所有驅(qū)動(dòng)器之間的簡(jiǎn)單互連，以及所有節(jié)點(diǎn)的自動(dòng) EtherCAT 配置,，才使其顯得與眾不同,，此外已證明,，從 P-MAS 級(jí)別控制所有驅(qū)動(dòng)參數(shù)非常有用,。
謝謝,！
