Najpopularniejsze konfiguracje kabli wolframowych w robotach chirurgicznych to 8×19, 7×37 i 19×19. Kabel mechaniczny z drutem wolframowym 8×19 zawiera 201 drutów wolframowych, 7×37 zawiera 259 drutów, a 19×19 zawiera 361 spiralnych drutów plecionych. Chociaż stal nierdzewna jest wykorzystywana w wielu zastosowaniach, w tym w licznych urządzeniach medycznych i chirurgicznych, nie ma substytutu dla kabli wolframowych w robotyce chirurgicznej.
Ale dlaczego stal nierdzewna, znany materiał na kable mechaniczne, jest coraz mniej popularna w napędach robotów chirurgicznych? Przecież kable ze stali nierdzewnej, zwłaszcza kable o mikrośrednicach, są wszechobecne w wojsku, lotnictwie i, co najważniejsze, w niezliczonych innych zastosowaniach chirurgicznych.
Powód, dla którego kable wolframowe zastępują stal nierdzewną w sterowaniu ruchem robotów chirurgicznych, nie jest tak tajemniczy, jak mogłoby się wydawać: chodzi o trwałość. Ponieważ jednak wytrzymałość tego kabla mechanicznego mierzy się nie tylko jego liniową wytrzymałością na rozciąganie, musimy przetestować wytrzymałość jako miarę wydajności, zbierając dane z wielu scenariuszy odpowiednich dla warunków terenowych.
Weźmy na przykład konstrukcję 8×19. Jako jedna z najczęściej stosowanych konstrukcji z linkami mechanicznymi do regulacji pochylenia i odchylenia w robotach chirurgicznych, konstrukcja 8×19 znacznie przewyższa swoją wydajnością odpowiednik ze stali nierdzewnej w miarę wzrostu obciążenia.
Należy zauważyć, że czas cyklu i wytrzymałość na rozciąganie kabla wolframowego wzrosły wraz ze wzrostem obciążenia, podczas gdy wytrzymałość alternatywnego kabla ze stali nierdzewnej drastycznie spadła w porównaniu do wytrzymałości wolframu przy tym samym obciążeniu.
Stalowy kabel o obciążeniu 10 funtów i średnicy około 0,018 cala zapewnia jedynie 45,73% cykli osiąganych przez kabel wolframowy przy tej samej konstrukcji 8×19 i średnicy drutu.
W rzeczywistości, to konkretne badanie natychmiast wykazało, że nawet przy obciążeniu 44,5 N (10 funtów) linka wolframowa pracowała ponad dwukrotnie częściej niż linka ze stali nierdzewnej. Biorąc pod uwagę, że – podobnie jak wszystkie komponenty – mikromechaniczne linki wewnątrz robota chirurgicznego muszą spełniać lub przekraczać rygorystyczne wymagania regulacyjne, linka powinna być w stanie wytrzymać każde obciążenie, prawda? Zatem analiza pokazuje, że zastosowanie tej samej średnicy linki wolframowej 8×19 w porównaniu z linką ze stali nierdzewnej ma zarówno przewagę wytrzymałościową, jak i gwarantuje, że robot jest zasilany mocniejszym i trwalszym materiałem spośród obu opcji.
Ponadto, w przypadku konstrukcji 8×19, liczba cykli liny wolframowej jest co najmniej 1,94 razy większa niż liny ze stali nierdzewnej o tej samej średnicy i obciążeniu. Co więcej, badania wykazały, że liny ze stali nierdzewnej nie dorównują elastycznością wolframowi, nawet jeśli przyłożone obciążenie jest stopniowo zwiększane z 10 do 30 funtów. W rzeczywistości różnica między tymi dwoma materiałami liny stale rośnie. Przy tym samym obciążeniu 30 funtów liczba cykli wzrasta do 3,13 razy. Ważniejszym odkryciem było to, że marginesy nigdy nie zmniejszyły się (do 30 punktów) w trakcie całego badania. Wolfram zawsze charakteryzował się wyższą liczbą cykli, wynoszącą średnio 39,54%.
Chociaż w badaniu tym badano przewody o określonych średnicach i konstrukcjach kabli w ściśle kontrolowanym środowisku, wykazano, że wolfram jest mocniejszy i umożliwia wykonanie większej liczby cykli przy precyzyjnym naprężeniu, obciążeniu rozciągającym i konfiguracji kół pasowych.
Współpraca z inżynierem mechanikiem specjalizującym się w obróbce wolframu ma kluczowe znaczenie w celu osiągnięcia liczby cykli wymaganych w chirurgicznym zastosowaniu robotycznym.
Niezależnie od tego, czy jest to stal nierdzewna, wolfram, czy jakikolwiek inny materiał mechaniczny, nie ma dwóch zespołów kablowych obsługujących to samo uzwojenie pierwotne. Na przykład, mikrokable zazwyczaj nie wymagają samych żył ani niemal niemożliwych do wykonania tolerancyjnych połączeń zastosowanych w kablu.
W wielu przypadkach istnieje pewna elastyczność w wyborze długości i rozmiaru samego kabla, a także lokalizacji i rozmiaru akcesoriów. Wymiary te określają tolerancję zespołu kablowego. Jeśli producent kabli mechanicznych jest w stanie zaimplementować zespoły kablowe spełniające tolerancje danego zastosowania, zespoły te mogą być używane wyłącznie w rzeczywistym środowisku.
W przypadku robotów chirurgicznych, gdzie stawką jest życie, osiągnięcie tolerancji projektowych jest jedynym akceptowalnym rozwiązaniem. Można więc śmiało powiedzieć, że ultracienkie kable mechaniczne, które naśladują każdy ruch chirurga, sprawiają, że te kable należą do najbardziej zaawansowanych na świecie.
Mechaniczne zespoły kabli, które znajdują się wewnątrz tych robotów chirurgicznych, również zajmują małe, ciasne i ciasne przestrzenie. To wręcz zdumiewające, że te wolframowe zespoły kabli idealnie mieszczą się w najwęższych kanałach, na krążkach nie większych niż czubek dziecięcego ołówka, i wykonują oba zadania, utrzymując ruch w przewidywalnej liczbie cykli.
Warto również pamiętać, że inżynier ds. okablowania może z wyprzedzeniem doradzić w kwestii materiałów, z których wykonane będą kable, co może pozwolić zaoszczędzić czas, zasoby, a nawet koszty, które są kluczowymi zmiennymi przy planowaniu strategii wprowadzania robota na rynek.
Wraz z dynamicznym rozwojem rynku robotyki chirurgicznej, samo dostarczanie mechanicznych kabli wspomagających ruch nie jest już akceptowalne. Szybkość i pozycja, z jaką producenci robotów chirurgicznych wprowadzają swoje cuda na rynek, z pewnością zależą od tego, jak łatwo produkty te będą gotowe do masowej konsumpcji. Dlatego ważne jest, aby inżynierowie mechanicy codziennie badali, ulepszali i tworzyli te zespoły kabli.
Przykładowo często okazuje się, że projekty robotyki chirurgicznej mogą zaczynać się od wytrzymałości, ciągliwości i zdolności zliczania cykli stali nierdzewnej, ale mimo to na późniejszym etapie rozwoju robotyki wykorzystują wolfram.
Producenci robotów chirurgicznych zazwyczaj stosowali stal nierdzewną na początku projektowania robotów, ale później zdecydowali się na wolfram ze względu na jego lepsze parametry. Choć może się to wydawać nagłą zmianą w podejściu do sterowania ruchem, jest to tylko pozory. Zmiana materiału jest wynikiem obowiązkowej współpracy między producentem robota a inżynierami mechanikami zatrudnionymi do produkcji kabli.
Kable ze stali nierdzewnej nadal zyskują na popularności jako podstawowy materiał na rynku narzędzi chirurgicznych, zwłaszcza w dziedzinie sprzętu endoskopowego. Chociaż stal nierdzewna jest w stanie wspierać ruch podczas zabiegów endoskopowych/laparoskopowych, nie ma takiej samej wytrzymałości na rozciąganie jak jej bardziej kruchy, ale gęstszy, a zatem mocniejszy odpowiednik (zwany wolframem). W rezultacie, stal nierdzewna ma większą wytrzymałość na rozciąganie.
Chociaż wolfram idealnie nadaje się do zastąpienia stali nierdzewnej jako preferowanego materiału kablowego w robotach chirurgicznych, trudno docenić znaczenie dobrej współpracy między producentami kabli. Współpraca z doświadczonym inżynierem mechanikiem specjalizującym się w ultracienkich kablach gwarantuje nie tylko, że Twoje kable będą produkowane przez światowej klasy konsultantów i producentów. Wybór odpowiedniego producenta kabli to również pewny sposób na priorytetowe traktowanie wiedzy naukowej i tempa udoskonalania planu budowy, co pomoże Ci osiągnąć cele w zakresie sterowania ruchem szybciej niż konkurencja.
Subskrybuj Medical Design & Outsourcing. Subskrybuj Medical Design & Outsourcing.Subskrybuj Medical Design and Outsourcing.Subskrybuj Medical Design and Outsourcing. Dodaj do zakładek, udostępnij i wejdź w interakcję z wiodącym magazynem o projektowaniu urządzeń medycznych.
DeviceTalks to rozmowa dla liderów technologii medycznych. Obejmuje wydarzenia, podcasty, webinaria i indywidualną wymianę pomysłów i spostrzeżeń. Obejmuje wydarzenia, podcasty, webinaria i indywidualną wymianę pomysłów i spostrzeżeń.Są to wydarzenia, podcasty, webinaria i możliwość bezpośredniej wymiany pomysłów i spostrzeżeń.Są to wydarzenia, podcasty, webinaria i możliwość bezpośredniej wymiany pomysłów i spostrzeżeń.
Magazyn poświęcony sprzętowi medycznemu. MassDevice to wiodący magazyn branżowy poświęcony urządzeniom medycznym, obejmujący urządzenia ratujące życie.
Copyright © 2022 VTVH Media LLC. Wszelkie prawa zastrzeżone. Materiałów na tej stronie nie wolno reprodukować, rozpowszechniać, przesyłać, buforować ani wykorzystywać w inny sposób bez uprzedniej pisemnej zgody WTWH Media LLC. Mapa witryny | Polityka prywatności | RSS