Киборг хирургия

Ученые из университета Джона Хопкинса создали новое медицинское оборудование на основе технологии визуализации при помощи оптической когерентной томографии. Новая разработка носит название SMART – интеллектуальный полуавтоматический робото-хирургический микроманипулятор (Smart Micromanipulation Aided Robotic-surgical Tool).

Новый интеллектуальный хирургический инструмент, специализированный фиброоптический сенсор, позволяет компенсировать не контролированные движения, делая сотни корректирующих поправок для правильного позиционирования руки хирурга.

Один из руководителей исследования говорит: «Микрохирургия полагается на полный контроль моторики при выполнении различных манипуляций. Но даже опытные хирурги не могут полностью контролировать моторику. Человеческая рука всегда дрожит. У наиболее устойчивых амплитуда движения составляет 50-100 микрон (толщина листа бумаги) со скорость несколько движений в одну секунду».

Новые оптико-механические технологии помогают стабилизировать и минимизировать воздействие дрожание рук. До сегодняшнего дня еще не было создано оборудования, которое соединяло бы равномерную и быструю оптоволоконную передачу изображения с ручным хирургическим инструментом.

Впервые удалось интегрировать высокочувствительный датчик на основе оптической когерентной томографии в хирургический инструмент. Оптическая когерентная томография привлекла внимание ученых благодаря высокой разрешающей способности (около 10 микрон) и длиной волны близкой к инфракрасному спектру.

Датчик устанавливается на кончике хирургического инструмента – скальпеля или пинцета. Инфракрасный луч поступает на датчик по фибро-оптическому волокну. Микродвижения изменяют угол отражения луча. Данные об изменении угла регистрируются и обрабатываются компьютером, который посылает сигнал к маленькому пьезоэлектрическому моторчику, интегрированному в кончик хирургического инструмента, который компенсирует тремор. Сенсор и моторчика действуют с частотой до 500 герц (500 движений в секунду), что на много больше, чем частота обычного тремора рук – от 0 до 15 герц.

Новое медицинское оборудование успешно прошло лабораторные испытания на фантоме и курином эмбрионе. Ученые надеются, что в ближайшие годы прибор найдет применение в широкой клинической практике.

Источник: журнал Optics Express

Карта

Яндекс.Метрика