Robot bedah untuk operasi otak

Insinyur telah mengembangkan sebuah robot bedah dirancang untuk melakukan operasi otak dengan memasukkan melalui pipi bukan tengkorak yang dapat beroperasi pada pasien dalam scanner MRI. Selain itu, para insinyur telah merancang sistem sehingga banyak yang dapat dibuat dengan menggunakan pencetakan 3-D dalam rangka untuk menjaga harga rendah.

Ini adalah mockup dari seorang pasien di mesin MRI menunjukkan bagaimana robot bedah yang bisa melakukan operasi epilepsi melalui pipi diatur.
Kredit: David Comber, Vanderbilt University
[Klik untuk memperbesar gambar]

Bagi mereka yang paling parah terkena dampak, mengobati epilepsi berarti pengeboran melalui tengkorak jauh ke otak untuk menghancurkan area kecil di mana kejang berasal - invasif, berbahaya dan dengan masa pemulihan yang lama.

Lima tahun lalu, sebuah tim insinyur Vanderbilt bertanya-tanya: Apakah mungkin untuk mengatasi serangan epilepsi dengan cara yang kurang invasif? Mereka memutuskan akan mungkin. Karena daerah otak yang terlibat adalah hippocampus, yang terletak di bagian bawah otak, mereka bisa mengembangkan perangkat robot yang pokes melalui pipi dan memasuki otak dari bawah yang menghindari harus mengebor melalui tengkorak dan lebih dekat ke daerah sasaran.

Untuk melakukannya, bagaimanapun, berarti mengembangkan paduan jarum bentuk-memori yang dapat justru dikemudikan sepanjang jalan melengkung dan platform robot yang dapat beroperasi di dalam medan magnet kuat yang dibuat oleh scanner MRI.

Para insinyur telah mengembangkan prototipe kerja, yang diresmikan pada demonstrasi hidup minggu ini di Fluida Power Inovasi dan Konferensi Penelitian di Nashville oleh David Comber, mahasiswa pascasarjana di bidang teknik mesin yang melakukan banyak pekerjaan desain.

Bagian bisnis perangkat adalah 1,14 mm jarum nikel-titanium yang beroperasi seperti pensil mekanik, dengan tabung konsentris, beberapa di antaranya melengkung, yang memungkinkan tip untuk mengikuti jalur melengkung ke dalam otak. (Tidak seperti banyak logam biasa, nikel-titanium kompatibel dengan MRI.) Menggunakan kompresi udara, platform robot sapi jantan terkendali dan kemajuan segmen jarum milimeter pada suatu waktu.

Menurut Comber, mereka telah mengukur akurasi dari sistem di laboratorium dan menemukan bahwa itu lebih baik daripada 1,18 mm, yang dirasa cukup untuk operasi semacam itu. Selain itu, jarum dimasukkan dalam kecil, langkah milimeter sehingga ahli bedah dapat melacak posisinya dengan mengambil scan MRI berturut-turut.

Menurut Associate Professor Teknik Mesin Eric Barth, yang mengepalai proyek, tahap berikutnya dalam pengembangan robot bedah ini adalah pengujian dengan mayat. Ia memperkirakan bisa di ruang operasi dalam dekade berikutnya.

Untuk datang dengan desain, tim mulai dengan kemampuan yang sudah mereka miliki. "Saya telah melakukan banyak pekerjaan dalam karir saya pada kontrol sistem pneumatik," kata Barth. "Kami tahu kami memiliki kemampuan ini memiliki robot dalam scanner MRI, melakukan sesuatu dengan cara yang robot lain tidak bisa. Kemudian kami berpikir," Apa yang bisa kita lakukan yang akan memiliki dampak tertinggi? '"

Pada saat yang sama, Associate Professor Teknik Mesin Robert Webster telah mengembangkan sistem jarum bedah steerable. "Ide untuk ini muncul ketika Eric dan aku sedang berbicara di lorong satu hari dan kita tahu bahwa keahliannya dalam pneumatik yang sempurna untuk lingkungan MRI dan dapat dikombinasikan dengan jarum steerable aku kerjakan," kata Webster . butik fashion baju korea online murah

Para insinyur mengidentifikasi operasi epilepsi sebagai ideal, aplikasi berdampak tinggi melalui diskusi dengan Associate Professor Bedah Saraf Joseph Neimat. Mereka belajar bahwa saat ini ahli saraf menggunakan melalui-pipi pendekatan elektroda implan di otak untuk melacak aktivitas otak dan mengidentifikasi lokasi di mana epilepsi berasal. Tapi jarum lurus yang mereka gunakan tidak dapat mencapai daerah sumber, sehingga mereka harus mengebor melalui tengkorak dan masukkan jarum yang digunakan untuk menghancurkan neuron nakal melalui bagian atas kepala.

Comber dan Barth dibayangi Neimat melalui operasi otak untuk memahami bagaimana perangkat mereka akan bekerja dalam praktek.

"Sistem yang kita miliki sekarang mari kita memperkenalkan probe ke dalam otak - mereka berurusan dengan garis lurus dan dipandu hanya secara manual," kata Neimat. "Untuk memiliki sistem dengan jarum melengkung dan akses tak terbatas akan membuat operasi invasif minimal. Kita bisa melakukan operasi dramatis dengan tidak lebih dari jarum suntik ke pipi." Online shop jual baju korea murah terbaru

Para insinyur telah merancang sistem sehingga banyak yang dapat dibuat dengan menggunakan pencetakan 3-D untuk menjaga harga rendah. Hal ini dicapai dengan bekerja sama dengan Jonathon Slightam dan Vito Gervasi di Milwaukee School of Engineering yang mengkhususkan diri dalam aplikasi baru untuk manufaktur aditif.