BITE – Bio-Inspirert Teknologigruppe

Utviklet i 2016-2017, Diameter Ø5 mm

under komplekse kirurgiske inngrep som i kraniebasekirurgi, er det behov for å nå vanskelige steder via smale anatomiske korridorer. Å utføre kirurgi langs komplekse 3d-baner krever et slangelignende instrument som husker 3D-formen på den fulgte banen og skifter formen bakover når instrumentet beveger seg fremover. Denne slangelignende metoden for lokomotiv kalles “følg-lederen lokomotiv”, hvor hodet er” leder ” og kroppen følger stien til hodet, se følgende animasjoner:

Følg-the-leder bevegelse krever en segmentert multi-styrbart instrument samt et minne der vinklene av segmentene kan lagres og forskjøvet. I robottilnærminger skjer aktiveringen vanligvis av en rekke elektriske motorer som styres av en datamaskin. Selv om det er mulig, vil dette resultere i et svært komplekst system som krever ekstra sikkerhetstiltak for å sikre pålitelighet under operasjonen.

i et ønske om å skape et enklere system, utforsket vi en alternativ følg-leder-tilnærming ved å bruke et mekanisk minne. Etter designtilnærmingen til MultiFlex inneholder MemoFlex 1 en 12 cm lang, Ø 5 mm multistyrbar spiss med 14 segmenter som kan styres individuelt i 28 Frihetsgrader. Ved hjelp av 56 styrekabler er spissen koblet til et bøybart håndtak. Når håndtaket er bøyd i en bestemt form, blir formen speilet og replikert av spissen.

formminnet er en forbøyet rustfritt stålstang som glir gjennom det bøybare håndtaket, drevet av en vev. Når stangen glir gjennom håndtaket, oppdages formen av EN 3d-trykt kompatibel helicoidinnsats som gjør at håndtaket følger stangens form nøyaktig. Mekanismen replikerer håndtaket til spissen som deretter vil manøvrere langs en buet vei som tilsvarer formen på den forbøyde stangen. Formen på den forbøyde stangen kan avledes FRA CT – eller MR-bilder.

vår nye kopi – og-replikeringsmekanisme viser lovende resultater. Likevel har prototypen en høy mekanisk kompleksitet. Vi fortsatte derfor denne forskningen med En forbedret prototype, MemoFlex 2, som inneholder en forbedret formminnemekanisme og en sterkt forenklet kompatibel 3d-trykt spiss.

Publikasjoner

• Henselmans P. W. J. (2020). Mekaniske Slanger-Banen Følgende Instrumenter For Minimal Invasiv Kirurgi. Doktoravhandling, Tu Delft, ISBN 978-94-6402-213-1, 177 s.
• Henselmans P., Smit G., Breedveld P. (2019). Mekanisk følg-lederen bevegelse av en hyper-redundant kirurgisk instrument: proof-of-concept prototype og første tester. Proc. Inst. Robot. Eng. Del H: Tidsskrift For Ingeniørfag I Medisin, 10 s.