BITE – Bioinspireret Teknologigruppe

udviklet i 2016-2017 med en diameter på 5 mm

under komplekse kirurgiske procedurer som f.eks. Udførelse af kirurgi langs komplekse 3D-veje kræver et slangelignende instrument, der husker 3D-formen på den fulgte vej og skifter formen bagud, når instrumentet bevæger sig fremad. Denne slangelignende bevægelsesmetode kaldes “Følg-lederen-bevægelse”, hvor hovedet er” lederen”, og kroppen følger hovedets vej, se følgende animationer:

Følg-lederen bevægelse kræver et segmenteret multistyret instrument såvel som en hukommelse, hvor segmenternes vinkler kan gemmes og forskydes. I robottilgange forekommer aktiveringen normalt af en række elektriske motorer styret af en computer. Selvom det er muligt, vil dette resultere i et meget komplekst system, der kræver yderligere sikkerhedsforanstaltninger for at sikre pålidelighed under operationen.

i et ønske om at skabe et enklere system udforskede vi en alternativ opfølgning af lederen ved hjælp af en mekanisk hukommelse. Memofleks 1 indeholder en 12 cm lang, Larp5 mm multi-styrbar spids med 14 segmenter, der kan styres individuelt i 28 frihedsgrader. Ved hjælp af 56 styrekabler er spidsen forbundet med et bøjeligt håndtag. Når håndtaget er bøjet i en bestemt form, spejles formen og replikeres af spidsen.

formhukommelsen er en forbøjet rustfrit stålstang, der glider gennem det bøjelige håndtag, drevet af en krumtap. Når stangen glider gennem håndtaget, detekteres dens form af en 3D-trykt kompatibel helicoidindsats, der får håndtaget til at følge stangens form nøjagtigt. Mekanismen replikerer håndtagsformen til spidsen, som derefter manøvrerer langs en buet vej svarende til formen på den forbøjede stang. Formen på den forbøjede stang kan afledes af CT-eller MR-billeder.

vores nye kopi-og-replikationsmekanisme viser lovende resultater. Alligevel har prototypen en høj mekanisk kompleksitet. Vi fortsatte derfor denne forskning med en forbedret prototype, Memofleks 2, som indeholder en forbedret formhukommelsesmekanisme og en stærkt forenklet kompatibel 3D-trykt tip.

Publikationer

• Henselmans P. V. J. (2020). Mekaniske slanger-sti efter instrumenter til minimalt invasiv kirurgi. Ph. d. – afhandling, TU Delft, ISBN 978-94-6402-213-1, 177 s.
• Henselmans P., Smit G., Breedveld P. (2019). Mekanisk opfølgning af et hyper-redundant kirurgisk instrument: proof-of-concept prototype og første test. Proc. Inst. Mech. Eng. Del H: Tidsskrift for Ingeniørvidenskab i medicin, 10 s.