MORDIDA – Bio-Inspirados Tecnologia de Grupo

Desenvolvido em 2016-2017, diâmetro de ø 5 mm

Durante procedimentos cirúrgicos complexos, tais como em cirurgia crânio-base, há uma necessidade de chegar de difícil acesso, locais de via estreita anatômico corredores. A realização de cirurgia ao longo de vias 3D complexas requer um instrumento semelhante a uma cobra que memoriza a forma 3D do caminho seguido e desloca a forma para trás à medida que o instrumento avança. Esta cobra como método de locomoção é chamado de “siga o líder “locomoção”, em que o chefe é o “líder”, e o corpo segue o caminho da cabeça, consulte o seguinte animações:

Siga-o-líder locomoção exige a segmentação multi-direcionais instrumento, bem como uma memória na qual os ângulos dos segmentos podem ser armazenados e deslocado. Em abordagens robóticas, a atuação geralmente ocorre por uma gama de motores elétricos controlados por um computador. Embora viável, isso resultará em um sistema muito complexo que requer medidas de segurança adicionais para garantir a confiabilidade durante a cirurgia.

em um desejo de criar um sistema mais simples, exploramos uma abordagem alternativa de seguir o líder usando uma memória mecânica. Seguindo a abordagem de design do nosso MultiFlex, o MemoFlex 1 contém uma ponta multi-dirigível de 12 cm de comprimento e Ø5 mm com 14 segmentos que podem ser controlados individualmente em 28 graus de liberdade. Usando 56 cabos de direção, a ponta é conectada a uma alça dobrável. Quando a alça é dobrada em uma determinada forma, a forma é espelhada e replicada pela ponta.

a memória de forma é uma haste de aço inoxidável pré-dobrada que desliza através da alça dobrável, acionada por uma manivela. À medida que a haste desliza através da alça, sua forma é detectada por uma inserção Helicóide compatível com impressão 3D que faz com que a alça siga a forma da haste com precisão. O mecanismo replica a forma da alça para a ponta, que então manobrará ao longo de uma via curva equivalente à forma da haste pré-dobrada. A forma da haste pré-dobrada pode ser derivada de imagens CT ou MRI.

nosso novo mecanismo de cópia e replicação mostra resultados promissores. No entanto, o protótipo tem uma alta complexidade mecânica. Portanto, continuamos esta pesquisa com um protótipo aprimorado, o MemoFlex 2, que contém um mecanismo de memória de forma aprimorada aan e uma ponta impressa em 3D altamente simplificada.

Publicações

• Henselmans P. W. J. (2020). Serpentes mecânicas-caminho seguindo instrumentos para Cirurgia Minimamente Invasiva. Em 2008, o Instituto de pesquisa e desenvolvimento da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFMG) foi fundado em 1998. Movimento mecânico de acompanhamento do líder de um instrumento cirúrgico hiper-redundante: protótipo de prova de conceito e primeiros testes. Procedimento. Inst. Mecanico. Eng. Parte H: Journal of Engineering in Medicine, 10 p.