هذه الورقة بتقديم تصميم وتنفيذ مناور الروبوتية مفصل لفحص مادية خارجة عن الموجات فوق الصوتية. ويضم النظام خمس درجات من الحرية مع المفاصل خفيفة الوزن 3D الطباعة ومخلب ميكانيكية لإدارة السلامة.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
هذه الورقة بتقديم تصميم وتنفيذ مناور الروبوتية مفصل لفحص مادية خارجة عن الموجات فوق الصوتية. ويضم النظام خمس درجات من الحرية مع المفاصل خفيفة الوزن 3D الطباعة ومخلب ميكانيكية لإدارة السلامة.
مع إمكانية عالية الدقة والبراعة والتكرار، يمكن أن تستخدم نظام روبوتية ذاتية متعقبة لمساعدة الحصول على الموجات فوق الصوتية في الوقت الحقيقي. ومع ذلك، بإعداد محدودة من الروبوتات المصممة لمادية خارجة عن الموجات فوق الصوتية قد ترجمت بنجاح إلى الاستخدام السريري. في هذه الدراسة، ونحن نهدف إلى بناء مناور روبوتية مفصل للفحص بفائق الصوت خارج مادية، الذي هو وزن خفيف وحجم صغير. الروبوت يتكون من خمس وصلات خصيصا على شكل وآليات مشتركة مصنوعة خصيصا للتلاعب بالتحقيق، تغطية النطاق اللازم للحركة مع درجات الحرية الزائدة عن الحاجة لضمان سلامة المريض. ويشدد على سلامة الميكانيكية مع إليه مخلب، إلى الحد من القوة المطبقة على المرضى. نتيجة لتصميم والوزن الإجمالي المناول أقل من 2 كجم وطول المناور حوالي 25 سم. قد تم تنفيذ التصميم، والمحاكاة، وقد أجريت دراسات الوهمية، والمتطوعين، للتحقق من مدى الحركة، القدرة على إجراء تعديلات دقيقة والموثوقية الميكانيكية، والتشغيل الأمن مخلب. تفاصيل هذه الورقة في تصميم وتنفيذ مناور الروبوتية مفصل بالموجات فوق الصوتية، مع أساليب التصميم والجمعية المصور. يتم عرض نتائج الاختبار إظهار ميزات التصميم والخبرة السريرية لاستخدام النظام. خلص إلى أن مناور الروبوتية المقترح الحالي يفي بالمتطلبات كنظام مفصل للفحص بفائق الصوت خارج مادية ولديها إمكانات كبيرة لأن تترجم إلى الاستخدام السريري.
نظام الموجات فوق الصوتية روبوتية خارج مادية (الولايات المتحدة) يشير إلى التكوين الذي يستخدم نظام روبوتية لعقد والتلاعب مسبار أمريكي للامتحانات الخارجية، بما في ذلك استخدامها في تصوير البطن القلب والأوعية الدموية، والتوليد والعامة1 . استخدام هذا النظام الآلي دافع من التحديات التي تواجه عقد يدوياً والتلاعب بتحقيق أميركي، على سبيل المثال، التحدي المتمثل في إيجاد آراء الولايات المتحدة القياسية المطلوبة بموجب بروتوكولات التصوير السريري وخطر إصابات الإجهاد المتكررة2، 4من 3،، وأيضا باحتياجات لنا فحص البرامج، على سبيل المثال، شهدت الشرط sonographers لتكون في الموقع5،6. مع التركيز على وظائف مختلفة والهدف أناتوميس، عدة الروبوتية الولايات المتحدة، كما استعرضت في سابق يعمل1،،من78، أدخلت نظم منذ التسعينات، من أجل تحسين الجوانب المختلفة للولايات المتحدة فحص (مثلاً، تيليوبيريشن مسافات طويلة9،10،،من1112، فضلا عن روبوت-عامل التفاعل والتحكم الآلي)13، 14. بالإضافة إلى نظم الولايات المتحدة الروبوتية المستخدمة لأغراض التشخيص، ركزت الروبوتية عالية الكثافة نظم الموجات فوق الصوتية (هيفو) لأغراض العلاج وقد تم التحقيق على نطاق واسع كما لخصها بريستر et al. 1، مع بعض الأخيرة يعمل15،16 الإبلاغ عن التقدم الأخير.
على الرغم من أن قد وضعت عدة أنظمة روبوتية الولايات المتحدة مع تقنيات موثوقة نسبيا للسيطرة والعملية السريرية، سوى عدد قليل منهم قد ترجمت بنجاح إلى الاستخدام السريري، مثل نظام عن بعد متاحة تجارياً-الموجات فوق الصوتية 17-السبب المحتمل هو انخفاض مستوى القبول للروبوتات تبحث الصناعية كبيرة الحجم تعمل في بيئة سريرية، من وجهة نظر كل من المرضى وسونوجرافيرس. بالإضافة إلى ذلك، لإدارة السلامة، وغالبية الروبوتات الولايات المتحدة القائمة تعتمد على قوة أجهزة استشعار لرصد ومراقبة الضغط التطبيقية للمسبار الأمريكي، بينما آليات السلامة الميكانيكية الأساسية للحد من القوة سلبية لا تتوفر عادة . قد يتسبب هذا أيضا الشواغل عند ترجمة إلى الاستخدام السريري سلامة عمليات الروبوت سيكون بحتة تعتمد على النظم الكهربائية ومنطق البرنامج.
مع التطورات الأخيرة من 3D الطباعة التقنيات، خصيصا على شكل وصلات بلاستيكية مع آليات مشتركة مصنوعة خصيصا يمكن أن توفر فرصة جديدة لتطوير روبوت طبي مفصل. يمكن تحسين مكونات خفيفة الوزن مصممة بعناية مع مظهر مدمجة القبول السريري. روبوت طبي مفصل بهدف ترجمتها إلى الاستخدام السريري خصيصا للنظر في الولايات المتحدة، ينبغي أن يكون الاتفاق، مع ما يكفي من درجات الحرية (DOFs) ومجموعة من الاقتراح لتغطية منطقة مصلحة الفحص؛ على سبيل المثال، البطن السطح، بما في ذلك كل من أعلى وجانبي البطن. بالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن تتضمن الروبوت أيضا القدرة على إجراء تعديلات دقيقة المسبار الأميركي في منطقة محلية، عند محاولة تحسين طريقة عرض الولايات المتحدة. ويشمل ذلك عادة حركات إمالة للتحقيق داخل نطاق معين، كما اقترح ايسومبا et al. 18 والباسط19. لمواصلة التصدي لشواغل السلامة، فمن المتوقع أن يكون النظام ميزات السلامة الميكانيكية السلبية التي مستقلة عن الأنظمة الكهربائية ومنطق البرنامج.
في هذه الورقة، نقدم تفصيلاً طريقة 5-شعبة الشؤون المالية البارع الروبوتية مناور، الذي يستخدم عنصرا أساسيا في نظام الولايات المتحدة الروبوتية مادية خارجة عن التصميم والجمعية. المناور يتكون من عدة روابط للطباعة 3D خفيفة الوزن ومصنوعة خصيصا آليات مشتركة ومخلب سلامة مدمج. ترتيب معين للمصايد توفر المرونة الكاملة للتعديلات التحقيق، مما يسمح بعمليات سهلة وآمنة في منطقة صغيرة دون الاصطدام مع المريض. المناول المقترح multi-شعبة الشؤون المالية يهدف إلى العمل كما يمكن إرفاق المكون الرئيسي الذي على اتصال بالمرضى، وذلك ببساطة بأي الآلية التقليدية 3-شعبة الشؤون المالية تحديد المواقع العالمية لتشكيل روبوت أميركي كامل مع المصايد نشط بشكل كامل إجراء فحص للولايات المتحدة.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1-إعداد كل ارتباط، نهاية المستجيب، ومكونات إضافية
2-الجمعية المشتركة 1
ملاحظة: يستند الجمعية المشتركة 1 (ي1) على الرقم 3.
3-الجمعية المشتركة 2
ملاحظة: يستند الجمعية المشتركة 2 (ي2) الرقم 4.
4-الجمعية المشتركة 3
ملاحظة: يستند الجمعية المشتركة 3 (ي3) على الرقم 5.
5-الجمعية إليه القيادة المشتركة 4
ملاحظة: يستند الجمعية المشتركة 4 (ي4) على الرقم 6.
6-الجمعية إليه تحركها المشترك 4 و 5 المشتركة
ملاحظة: الجمعية المشتركة 4 (ي4) يستند إلى الرقم 6 والمشترك 5 (ي5) يستند الرقم 7.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
بعد على البروتوكول، النظام الناتجة مناور روبوتية مع خمسة روابط خصيصا على شكل (L0 L4) والمفاصل revolute الخمسة (ي1 ي5) للتحرك، وعقد، وآماله محلياً مسبار أمريكي (الشكل 8). المشترك تناوب العلوي (ي1)، مع الآليات والعتاد دفعتها بالمحركات الأربعة، يمكن تدوير الهياكل التالية 360 درجة، للسماح للمسبار الأمريكي نقطة في اتجاه جوانب مختلفة من منطقة المسح الضوئي، مثل أعلى، وأسفل، وجانبي البطن. المشترك إمالة الرئيسية (...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
خلافا للعديد من غيرها الروبوتات الصناعية التي ترجمت إلى التطبيقات الطبية، مناور الآلية المقترحة المبينة في البروتوكول تم تصميمه خصيصا للامتحانات الأمريكية وفقا للمتطلبات السريرية لنطاق الحركة، تطبيق القوة، وإدارة السلامة. وقد مناور الروبوتية خفيفة الوزن نفسه مجموعة واسعة من الحركات كافية لمعظم مادية خارج الولايات المتحدة المسح الضوئي، دون حاجة إلى تحركات واسعة لآلية تحديد المواقع العالمية. كهيكل الميكانيكية الأقرب للمريض، تتشكل الروابط المقترحة أيضا خصيصا يكون بعيداً عن المريض. مع معظم المصايد جزءا لا يتجزأ في مناور مدمج...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
وأيد هذا العمل "مؤسسة ويلكوم ترست منح دار" [102431] ومركز ويلكوم/EPSRC "الهندسة الطبية" [WT203148/Z/16/Z]. الكتاب تقر دعما ماليا من وزارة الصحة عن طريق المعهد الوطني للبحوث الصحية (NIHR) جائزة "مركز البحوث الطبية الحيوية" الشاملة للرجل وسانت توماس "دائرة الصحة الوطنية مؤسسة تثق" في شراكة مع الملك في كلية لندن والملك الثقة مستشفى الكلية مؤسسة دائرة الصحة الوطنية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد L0 | 3D | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع توفير ملف STL |
| الوصلة المطبوعة ثلاثية الأبعاد L1 | 3D Service | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع توفير ملف STL |
| الوصلة المطبوعة ثلاثية الأبعاد L2 | 3D خدمة الطباعة | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع توفير ملف STL |
| الوصلة المطبوعة ثلاثية الأبعاد L3 | 3D خدمة الطباعة | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع توفير ملف STL |
| الوصلة المطبوعة ثلاثية الأبعاد L4 | 3D خدمة الطباعة | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع توفير ملف STL |
| خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | للمستجيب النهائي المطبوع ثلاثي الأبعاد | 1 | كما هو موضح في الشكل 1، مع ملف STL المقدم |
| 20 سنا حفز والعتاد | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 12 | 0.5 وحدة ، عرض وجه 5 مم ، مع مجرى المفتاح المتصاعد ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| الطباعة ثلاثية | 18 سنا مخروطية 2 | وحدة 0.5 ، عرض وجه 5 مم ، مع مجرى المفتاح المتصاعد ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم | |
| 120 سنا من ترس حفز (النوع أ) | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 1 | وحدة 0.5 ، عرض وجه 6 مم ، مع مجرى المفتاح المتصاعد ، ومبيت المحمل ، والتجويف ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| 120 سنا من ترس حفز (النوع B) | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 2 | وحدة 0.5 ، عرض وجه 6 مم ، مع فتحات الحاجز ، ومبيت المحمل ، والتجويف ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| 120 سنا من ترس حفز (النوع C) | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 1 | وحدة 0.5 ، عرض وجه 6 مم ، مع مفتاح التثبيت ، ومبيت المحمل ، والتجويف ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| 20 سنا طويل والعتاد | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 1 | وحدة 0.5 ، عرض وجه 21.5 مم ، مع ممرات المفاتيح المتصاعدة ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| 144 سنا مخروطية والعتاد | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 1 | 0.5 وحدة ، عرض وجه 7 مم ، مع ممرات المفاتيح المتصاعدة ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| المحمل (37 مم OD و 30 مم معرف | محطة تحمل المحدودة ، المملكة المتحدة | 5 | يمكن أن يكون حجم المحمل والمورد |
| مختلفا المحمل (12 مم OD و 6 مم ID) | محطة تحمل المحدودة ، المملكة المتحدة | 2 | أن يكون حجم المحمل والمورد |
| مختلفا المحمل (32 مم OD و 25 مم معرف | محطة تحمل المحدودة ، المملكة المتحدة | 1 | يمكن أن يكون حجم المحمل والمورد |
| مختلفا تحمل (8 مم OD و 5 مم ID) | محطة تحمل المحدودة ، المملكة المتحدة | 2 | يمكن أن يكون حجم المحمل والمورد مختلفا |
| رمح البلاستيك / المعدن (6 مم OD ، 70 مم طول) | Fastenings Ltd. ، المملكة المتحدة | 1 | على سبيل المثال يمكن أن يكون مسمار M6 وعمود |
| بلاستيكي / معدني (5 مم OD ، 70 مم) | Fastenings Ltd. ، المملكة المتحدة | 1 | على سبيل المثال يمكن أن يكون مسمار M5 وصامولة |
| أزواج الكرة والزنبرك | WDS Ltd. ، المملكة المتحدة | 4 | يمكن أن تختلف أعداد أزواج الكرة والزنبرك لضبط قوة التشغيل للقابض |
| يغطي القابض | خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 2 | 104 مم OD ، عرض وجه 5 مم ، تجويف 6 مم ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| 3D مطبوعة عمود | طوق 3D خدمة الطباعة ثلاثية الأبعاد | 1 | 35 مم OD و 30 مم معرف ، عرض الوجه 8 مم ، كما هو موضح في الشكل 2 ، مع ملف STL المقدم |
| الطباعة | ثلاثية الأبعاد ذات الياقة النهائية المطبوعة ثلاثية | 1 | كما هو موضح في الشكل 2 ، مع توفير ملف STL محركات |
| السائر الصغيرة الموجهة AOLONG | TECHNOLOGY Ltd. ، الصين | 14 | رقم الجزء: GM15BYS ؛ نسبة التروس الداخلية 232: 1 أو 150: 1 ، كلها مقبولة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.