Name: העיצוב והיישום של תחמן רובוטית העידו סאונד אקסטרה גשמית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-01-07T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 41 s
Description: חקור מניפולטור רובוטי לאולטרסאונד חוץ-גופי עם חמישה מעלות חופש ומצמד מכני לבטיחות. המערכת מפחיתה עומס פיזי על רופאים ומשפרת דיוגנוסטיקה רפואית.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי Wellcome אמון IEH בפרס [102431] על ידי המרכז Wellcome/EPSRC עבור הנדסה רפואית [WT203148/Z 16 Z]. המחברים לאשר תמיכה כספית מ משרד הבריאות באמצעות המכון הלאומי לחקר הבריאות (NIHR) פרס מרכז המחקר הביו-רפואי מקיף של הבחור & תומס הקדוש NHS הקרן לבטוח בשותפות עם המלך של קולג '-לונדון וקינג'ס המכללה החולים NHS קרן האמון.

1. הכנה של כל קישור, סוף-אפקטור ורכיבים נוספים
<ol><li>הדפס כל הקישורים (L0, L1, L2, L3ו- L4) ואת הקצה-אפקטור כפי שמוצג באיור 1, עם בוטאדיאן טבעי styrene (ABS) פלסטיק, פלסטיק (PLA) חומצה polylactic או ניילון, באמצעות 3D-הדפסה שירות. השתמש. STL קבצים הניתנים חומרים משלים בעת הדפסה. הערה: שינויי הצורה ואת קנה המידה של כל חלק שניתן יהיה מבוסס על קבצים שסופקו. לפרופיל הפנימי של הסוף-אפקטור ניתן לשנות כדי להתאים הגששים בארה ב שונה.</li>
	<li>הדפס את כל הרכיבים נוספים הנדרשים כפי שמוצג באיור 2 ניילון, באמצעות שירות הדפסת תלת-ממד. עיין בטבלה של חומרים עבור המספר הנדרש של כל מרכיב. השתמש. STL קבצים הניתנים חומרים משלים בעת הדפסה.</li>
	<li>ללטש את כל חלקי הפלסטיק מודפסים עם כלי ליטוש במידת הצורך. הסר את כל חומרי תמיכה משמאל הדפסת תלת-ממד, במידת הצורך. הערה: כמה מבנים בעיצוב הקצה שסופק-אפקטור עבור חיישן כוח, אשר אינו חלק פרוטוקול דיווח כאן הינם לא ישמש עבור ההרכבה. המושג עיצוב חיישן כוח דווחה עבודה קודמות20; לפיכך, לא מכוסה בעיתון הזה.</li>
</ol>2. הרכבה של 1 משותפת
הערה: ההרכבה של פרקים 1 (J1) מבוסס על איור 3.
<ol><li>במקום ארבעה מנועים stepper קטן, עם גיר (20-שיניים שלוחת הילוכים מצורף) לחללים הרכבה של L0 והר אותם עם ברגים.</li>
	<li>מניחים על המיסבים OD 37 מ מ שתי בממסרה L0 ולאבטח את הציוד השלוחה 120-שיניים (סוג A) על גבי מפתח משושה L1.</li>
	<li>הכנס הפיר L1 לתוך החור פיר-L0 עם ארבעה קטנים את הנהיגה שלוחת הילוכים, הגדול מונע ציוד השלוחה מאורסת, ולהרכיב את הקולר פיר כדי לאבטח ולשמור את הפיר.</li>
</ol>3. הרכבה של 2 פרקים
הערה: ההרכבה של 2 פרקים (J2) מבוסס על איור 4.
<ol><li>במקום ארבעה מנועים stepper קטן, עם גיר (20-שיניים שלוחת הילוכים מצורף) לחללים הרכבה של L1 והר אותם עם ברגים.</li>
	<li>לצרף את שני 120-שיניים שלוחת הילוכים (סוג B) שני 37 מ מ OD מסבים והמיקום אותם לחללים הציוד של L1, עם הציוד השלוחה 120-שיניים (סוג B) עם השיניים השלוחה של 20-שיניים רכוב על המנועים. להתיר ולהתעסק מחדש את המנוע במידת הצורך לאפשר את מיקום קל של הציוד השלוחה של סוג-B שתי 120-השיניים.</li>
	<li>יישר L1 ו- L2 והכנס את הכיוון ואת זוגות קפיצים הכדור לתוך החורים מצמד L2. עם שני מצמד עגול הכיסויים יישור ודחפתי את האביב לתוך מנגנון מצמד עבור טעינה מראש, הכנס של הברק M6 משעממים של L1 ו- L2.</li>
	<li>לסובב את מכלול לצד השני, חזור על שלבים ב- 3.3 בצד הזה. המאבטחים את מכלול על ידי הצמדת אגוז הברק M6.</li>
</ol>4. הרכבה של 3 פרקים
הערה: ההרכבה של 3 פרקים (J3) מבוסס על איור 5.
<ol><li>מקם את שני מנועים stepper קטן, עם גיר (20-שיניים שלוחת הילוכים מצורף) לחללים הרכבה של L2 והר אותם עם ברגים.</li>
	<li>מקום OD 37 mm הנושאת לתוך נושא הדיור של הציוד השלוחה 120-שיניים (סוג C) ולמקם OD 32 מ מ הנושאת לתוך לתושבת מיסב L3.</li>
	<li>לאבטח את הציוד השלוחה גדולים לתוך המנעול משושה של L3 (ברגים נוספים ניתן להשתמש במידת הצורך) ולהוסיפה הפיר L2 משעממים על הציוד השלוחה גדולים ו L3, עם הקטן, גדול שלוחת הילוכים מאורסת.</li>
</ol>5. הרכבה של מנגנון נהיגה של 4 פרקים
הערה: ההרכבה של 4 פרקים (J4) מבוסס על איור 6.
<ol><li>מקם את שני מנועים stepper קטן, עם גיר לחללים הרכבה של L3 והר אותם עם ברגים. מניחים על המיסבים OD 8 מ"מ בממסרה L4.</li>
	<li>הר הציוד השלוחה ארוכה 20-שיניים על גבי שני מנועים stepper קטן.</li>
</ol>6. הרכבה של מנגנון מונע של פרקים 4 ו- 5 פרקים
הערה: ההרכבה של 4 פרקים (J4) מבוסס על איור 6 , 5 משותפת (J5) מבוסס על איור 7.
<ol><li>מקם את הציוד שיקוע מונע 144 השיניים על גבי ההבלטה של L4.</li>
	<li>מקם את שני מנועים stepper קטן, עם גיר (18-שיניים מסגרת משופעת ההילוכים המצורפת) לחללים הרכבה של L4 והר אותם עם ברגים. לבסוף, הכנס את הפיר M5 לתוך החור פיר של L3 ו- L4 לאחר משני הקישורים מיושרים. ודא הבנוי במבנים מונע את הציוד על L4 גפרורים עם הציוד השלוחה 20 שיניים ארוכות.</li>
	<li>להכניס את הקצה-אפקטור keyway של הציוד שיקוע גדול ומקם אנכית על הקצה-אפקטור עם הצווארון סוף-אפקטור דפק על זה.</li>
</ol>

<ol><li>Priester, A. M., Natarajan, S., Culjat, M. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robotic+ultrasound+systems+in+medicine%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Ultrasonics%2C+Ferroelectrics%2C+and+Frequency+Control%22%5BJournal%5D)">Robotic ultrasound systems in medicine.</a> IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. 60 (3), 507-523 (2013).</li>
<li>Magnavita, N., Bevilacqua, L., Mirk, P., Fileni, A., Castellino, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Work-related+musculoskeletal+complaints+in+sonologists%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Occupational+and+Environmental+Medicine%22%5BJournal%5D)">Work-related musculoskeletal complaints in sonologists.</a> Journal of Occupational and Environmental Medicine. 41 (11), 981-988 (1999).</li>
<li>Jakes, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sonographers+and+Occupational+Overuse+Syndrome%3A+Cause%2C+Effect%2C+and+Solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Diagnostic+Medical+Sonography%22%5BJournal%5D)">Sonographers and Occupational Overuse Syndrome: Cause, Effect, and Solutions.</a> Journal of Diagnostic Medical Sonography. 17 (6), 312-320 (2001).</li>
<li>Society of Diagnostic Medical Sonography. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Industry+Standards+for+the+Prevention+of+Work-Related+Musculoskeletal+Disorders+in+Sonography%3A+Consensus+Conference+on+Work-Related+Musculoskeletal+Disorders+in+Sonography%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Diagnostic+Medical+Sonography%22%5BJournal%5D)">Industry Standards for the Prevention of Work-Related Musculoskeletal Disorders in Sonography: Consensus Conference on Work-Related Musculoskeletal Disorders in Sonography.</a> Journal of Diagnostic Medical Sonography. 27 (1), 14-18 (2011).</li>
<li>LaGrone, L. N., Sadasivam, V., Kushner, A. L., Groen, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+training+opportunities+for+ultrasonography+in+low+and+middle+income+countries%5BTitle%5D)+AND+%22Tropical+Medicine+%26+International+Health%22%5BJournal%5D)">A review of training opportunities for ultrasonography in low and middle income countries.</a> Tropical Medicine & International Health. 17 (7), 808-819 (2012).</li>
<li>Shah, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Perceived+barriers+in+the+use+of+ultrasound+in+developing+countries%5BTitle%5D)+AND+%22Critical+Ultrasound+Journal%22%5BJournal%5D)">Perceived barriers in the use of ultrasound in developing countries.</a> Critical Ultrasound Journal. 7 (1), 28(2015).</li>
<li>Swerdlow, D. R., Cleary, K., Wilson, E., Azizi-Koutenaei, B., Monfaredi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Robotic+Arm%E2%80%93Assisted+Sonography%3A+Review+of+Technical+Developments+and+Potential+Clinical+Applications%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Roentgenology%22%5BJournal%5D)">Robotic Arm–Assisted Sonography: Review of Technical Developments and Potential Clinical Applications.</a> American Journal of Roentgenology. 208 (4), 733-738 (2017).</li>
<li>Nouaille, L., Laribi, M., Nelson, C., Zeghloul, S., Poisson, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Review+of+Kinematics+for+Minimally+Invasive+Surgery+and+Tele-Echography+Robots%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Medical+Devices%22%5BJournal%5D)">Review of Kinematics for Minimally Invasive Surgery and Tele-Echography Robots.</a> Journal of Medical Devices. 11 (4), 040802(2017).</li>
<li>Georgescu, M., Sacccomandi, A., Baudron, B., Arbeille, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Remote+sonography+in+routine+clinical+practice+between+two+isolated+medical+centers+and+the+university+hospital+using+a+robotic+arm%3A+a+1-year+study%5BTitle%5D)+AND+%22Telemedicine+and+e-Health%22%5BJournal%5D)">Remote sonography in routine clinical practice between two isolated medical centers and the university hospital using a robotic arm: a 1-year study.</a> Telemedicine and e-Health. 22 (4), 276-281 (2016).</li>
<li>Arbeille, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+a+robotic+arm+to+perform+remote+abdominal+telesonography%5BTitle%5D)+AND+%22American+Journal+of+Roentgenology%22%5BJournal%5D)">Use of a robotic arm to perform remote abdominal telesonography.</a> American Journal of Roentgenology. 188 (4), W317-W322 (2007).</li>
<li>Arbeille, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fetal+tele%E2%80%90echography+using+a+robotic+arm+and+a+satellite+link%5BTitle%5D)+AND+%22Ultrasound+in+Obstetrics+%26+Gynecology%22%5BJournal%5D)">Fetal tele‐echography using a robotic arm and a satellite link.</a> Ultrasound in Obstetrics & Gynecology. 26 (3), 221-226 (2005).</li>
<li>Vieyres, P., et al. A tele-operated robotic system for mobile tele-echography: The OTELO project. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aVieyres%2C+P+%22M-Health%3A+Emerging+Mobile+Health+Systems%22">M-Health: Emerging Mobile Health Systems</a>. Istepanian, R. H., Laxminarayan, S., Pattichis, C. S. , Boston, MA. 461-473 (2006).</li>
<li>Abolmaesumi, P., Salcudean, S. E., Zhu, W. H., Sirouspour, M. R., DiMaio, S. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-guided+control+of+a+robot+for+medical+ultrasound%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Robotics+and+Automation%22%5BJournal%5D)">Image-guided control of a robot for medical ultrasound.</a> IEEE Transactions on Robotics and Automation. 18 (1), 11-23 (2002).</li>
<li>Abolmaesumi, P., Salcudean, S., Zhu, W. Visual servoing for robot-assisted diagnostic ultrasound. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAbolmaesumi%2C+P+%22Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%2C+Proceedings+of+the+22nd+Annual+International+Conference+of+the+IEEE%22">Engineering in Medicine and Biology Society, Proceedings of the 22nd Annual International Conference of the IEEE</a>. , Chicago, IL. (2000).</li>
<li>Menikou, G., Yiallouras, C., Yiannakou, M., Damianou, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI%E2%80%90guided+focused+ultrasound+robotic+system+for+the+treatment+of+bone+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22The+International+Journal+of+Medical+Robotics+and+Computer+Assisted+Surgery%22%5BJournal%5D)">MRI‐guided focused ultrasound robotic system for the treatment of bone cancer.</a> The International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery. 13 (1), e1753(2017).</li>
<li>Yiallouras, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-axis+MR-conditional+robot+for+high-intensity+focused+ultrasound+for+treating+prostate+diseases+transrectally%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Therapeutic+Ultrasound%22%5BJournal%5D)">Three-axis MR-conditional robot for high-intensity focused ultrasound for treating prostate diseases transrectally.</a> Journal of Therapeutic Ultrasound. 3 (1), 2(2015).</li>
<li>AdEchoTech. MELODY, a remote, robotic ultrasound solution. , Available from:
 <a target="_blank" href="http://www.adechotech.com/products/">http://www.adechotech.com/products/</a> (2018).</li>
<li>Essomba, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+specific+performances+comparative+study+of+two+spherical+robots+for+tele-echography+application%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+Institution+of+Mechanical+Engineers%2C+Part+C%3A+Journal+of+Mechanical+Engineering+Science%22%5BJournal%5D)">A specific performances comparative study of two spherical robots for tele-echography application.</a> Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science. 228 (18), 3419-3429 (2014).</li>
<li>Bassit, L. A. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Structure+m%C3%A9canique+%C3%A0+modules+sph%C3%A9riques+optimis%C3%A9es+pour+un+robot+m%C3%A9dical+de+t%C3%A9l%C3%A9-%C3%A9chographie+mobile%22">Structure mécanique à modules sphériques optimisées pour un robot médical de télé-échographie mobile</a>. , Université d’Orléans. France. PhD thesis (2005).</li>
<li>Noh, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-Axis+force%2Ftorque+sensor+based+on+Simply-Supported+beam+and+optoelectronics%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors%22%5BJournal%5D)">Multi-Axis force/torque sensor based on Simply-Supported beam and optoelectronics.</a> Sensors. 16 (11), 1936(1936).</li>
<li>Noh, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+ergonomic+handheld+ultrasound+probe+providing+contact+forces+and+pose+information%5BTitle%5D)+AND+%22Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%2C+Proceedings+of+the+37th+Annual+International+Conference+of+the+IEEE%22%5BJournal%5D)">An ergonomic handheld ultrasound probe providing contact forces and pose information.</a> Engineering in Medicine and Biology Society, Proceedings of the 37th Annual International Conference of the IEEE. , Milan, Italy. (2015).</li>
<li>Maplesoft. Translational Detent – MapleSim Help. , Available from:
 <a target="_blank" href="https://www.maplesoft.com/support/help/MapleSim/view.aspx?path=DrivelineComponentLibrary/translationalDetent">https://www.maplesoft.com/support/help/MapleSim/view.aspx?path=DrivelineComponentLibrary/translationalDetent</a> (2018).</li>
</ol>

המחברים אין לחשוף.

שלא כמו רבים אחרים רובוטים תעשייתיים אשר תורגמו יישומים רפואיים, manipulator רובוטית המוצע תיאר בפרוטוקול תוכננה במיוחד עבור ארה ב בדיקות בהתאם לדרישות קליניים עבור טווח תנועה, יישום של כוח וניהול בטיחות. Manipulator רובוטית קלת משקל עצמה יש מגוון רחב של תנועות מספיק עבור רוב גשמית במיוחד ארה ב סריקה, ללא צורך תנועות גדולות של מנגנון המיקום הגלובלית. כמו המבנה מכני הקרוב ביותר למטופל, הקישורים המוצע הם בצורת גם מיוחד החולה. עם רוב DOFs מוטבע תחמן קומפקטי, ארה ב רובוטי סריקה באמצעות מכשיר זה יכול להיעשות באופן אינטואיטיבי...

מערכת סאונד אקסטרה גשמית רובוטית (ארה ב) מתייחס לתצורת שבו מערכת רובוטית הוא מנוצל כדי להחזיק ולטפל בדיקה בארה ב בחינות חיצוניות, כולל את השימוש בדימות בטן, לב, כלי דם, להיריון, גנרל1 . השימוש של מערכת רובוטית כזו הוא מוטיבציה מאת האתגרים של ידנית מחזיק מניפולציה בדיקה בארה ב, למשל, אתגר מציאת נוף ארה ב הרגיל הנדרש על-ידי פרוטוקולים דימות רפואי לבין הסיכון של פציעת מאמץ חוזרני2, 3,4, ומנוסה גם לפי הצרכים של לנו הקרנת תוכניות, למשל, הדרישה sonographers להיות באתר5,6. עם ההדגשות על פונקציות שונות, המטרה anatomies, ארה ב מספר מערכות רובוטיות, כפי שנבדקו ב קודמות עבודות1,7,8, הוכנסו מאז שנות ה-90, לשפר היבטים שונים של ארה ב הבדיקה (למשל, teleoperation למרחקים ארוכים9,10,11,12, כמו גם רובוט-אופרטור אינטראקציה ו בקרה אוטומטית)13, 14. בנוסף ארה ב סוכנית לצורכי איבחון, ממוקדת בעוצמה גבוהה רובוטית מערכות אולטרסאונד (HIFU) עבור מטרות הטיפול נחקרו באופן נרחב כפי שסוכם על-ידי. Priester et al. 1, עם כמה אחרונים עבודות15,16 ודיווח על ההתקדמות האחרונה.
למרות מספר מערכות רובוטיות ארה ב פותחו בטכנולוגיות יחסית אמין עבור שליטה ותפעול קליני, רק מעטים מהם בהצלחה תורגמו שימוש קליני, כגון מערכת זמינים מסחרית tele-אולטראסאונד 17. סיבה אפשרית אחת היא הרמה נמוכה של קבלה עבור רובוטים תעשייתי גדול לעבוד בסביבה קלינית, מנקודת המבט של המטופלים והן sonographers. בנוסף, לניהול בטיחות, הרוב המכריע של הרובוטים בארה ב קיימים להסתמך על כוח חיישנים לפקח ולשלוט הלחץ יישומי המכשיר בארה ב, בעוד מנגנוני בטיחות מכני בסיסי יותר להגביל את הכוח פסיבי זמינים בדרך כלל לא . זה עלול לגרום גם חששות כאשר לתרגם שימוש קליני הבטיחות של רובוט המבצע יהיה תלוי אך ורק לוגיקה תוכנה ומערכות חשמל.
ההתפתחויות האחרונות של תלת-ממד הדפסה טכניקות, במיוחד בצורת קישורים פלסטיק עם מנגנון משותף בהזמנה אישית יכול לספק הזדמנות חדשה עבור פיתוח רובוטים רפואיים העידו. תוכנן בקפידה רכיבים קל משקל עם מראה קומפקטי יכולה לשפר קבלה קליניים. במיוחד עבור בדיקה בארה ב, רובוט רפואי העידו מכוון להיות מתורגם שימוש קליני צריך להיות קומפקטי, עם מספיק דרגות חופש (DOFs) ואת טווח התנועה כדי לכסות את האזור של האינטרס של סריקה; לדוגמה, בטן השטח, כולל החלק העליון והחלק צדי בבטן. בנוסף, הרובוט צריך גם לשלב את היכולת לבצע כוונון עדין של המכשיר ארה באזור המקומי, כאשר מנסים לייעל את נוף בארה ב. בדרך כלל כולל הטיית תנועות של המכשיר בתוך טווח מסוים, כפי שהוצע על ידי. Essomba et al. 18 ו- Bassit19. כדי לטפל עוד יותר את חששות בטיחות, צפוי כי המערכת צריך תכונות בטיחות פסיבית מכני אשר אינם תלויים מערכות חשמל ולוגיקה תוכנה.
במאמר זה, נציג השיטה מפורט ועיצוב ההרכבה של 5-DOF מיומנות רובוטית תחמן, אשר משמש מרכיב המפתח של מערכת בארה ב במיוחד גשמית רובוטית. Manipulator מורכב של מספר קישורים ניתנים להדפסה תלת-ממד קלת משקל, מנגנון משותף בהזמנה אישית מצמד הבטיחות המובנות. סידור מסוים DOFs מספק גמישות מלאה עבור התאמות בדיקה, המאפשר תפעול קלה ובטוחה באזור קטן ללא התנגשות עם המטופל. Manipulator מולטי-DOF המוצעת שואפת לעבוד כפי הרכיב הראשי יצר קשר. עם מטופלים וזה ניתן פשוט לחבר מנגנון כללי 3 קונבנציונאלי-DOF מיקום כדי ליצור רובוט ארה ב להשלים עם DOFs פעיל מלא כדי לבצע סריקה בארה ב.

<table><tbody><tr><td>קישור מודפס בתלת מימד L0</td><td>3D שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>קישור מודפס בתלת מימד L1</td><td>3D שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>קישור מודפס בתלת מימד L2</td><td>3D שירות הדפסה</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>קישור מודפס בתלת מימד L3</td><td>3D שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>קישור מודפס בתלת מימד L4</td><td>3D שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>אפקטור קצה מודפס בתלת מימד</td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 1, עם קובץ STL המסופק</td></tr><tr><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td></td><td>של 20 שיניים 12</td><td>0.5 מודול, רוחב פנים של 5 מ"מ, עם מפתח הרכבה, כפי שמוצג באיור 2, כאשר קובץ STL מסופק</td></tr><tr><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>של 18 שיניים 2</td><td></td><td>0.5 מודול, רוחב פנים של 5 מ"מ, עם מפתח הרכבה, כפי שמוצג באיור 2, כאשר קובץ STL מסופק</td></tr><tr><td>ציוד דורבן 120 שיניים (סוג A)</td> <td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>מודול 0.5, רוחב פנים 6 מ"מ, עם מפתח הרכבה, בית מיסבים וקדח, כפי שמוצג באיור 2, כאשר קובץ STL מסופק</td></tr><tr><td>ציוד דורבן 120 שיניים (סוג B)</td> <td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>2</td><td>מודול 0.5, רוחב פנים 6 מ"מ, עם חורי עצירה, בית מיסבים וקדח, כפי שמוצג באיור 2, כאשר קובץ STL סיפק</td></tr><tr><td>ציוד דורבן 120 שיניים (סוג C)</td> <td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>מודול 0.5, רוחב פנים 6 מ"מ, עם מפתח הרכבה, בית מיסבים וקידוח, כפי שמוצג באיור 2, כאשר ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>של 20 שיניים עם ציוד דורבן ארוך</td><td>1</td><td>0.5 מודול, רוחב פנים 21.5 מ"מ, עם מפתחות הרכבה, כפי שמוצג באיור 2, כאשר ה-STL file מסופק</td></tr><tr><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td></td><td>של 144 שיניים 1</td><td>0.5 מודול, רוחב פנים של 7 מ"מ, עם מפתחות הרכבה, כפי שמוצג באיור 2, עם קובץ STL המסופק</td></tr><tr><td>מיסב (37 מ"מ OD ו-30 מ"מ תעודת זהות)</td> <td>תחנת מיסבים בע"מ, בריטניה</td><td>5</td><td>גודל המיסב והספק יכולים להיות מגוונים</td></tr><tr><td>מיסב (12 מ"מ OD ו-6 מ"מ תעודת זהות)</td> <td>תחנת מיסבים בע"מ, בריטניה</td><td>2</td><td>גודל המיסב והספק יכולים להיות מגוונים</td></tr><tr><td>מיסב (32 מ"מ OD ו-25 מ"מ תעודת זהות)</td> <td>תחנת מיסבים בע"מ, בריטניה</td><td>1</td><td>גודל מיסב וספק יכולים להיות מגוונים</td></tr><tr><td>מיסב (8 מ"מ OD ו-5 מ"מ תעודת זהות)</td> <td>תחנת מיסבים בע"מ, בריטניה</td><td>2</td><td>גודל המיסב והספק יכולים להיות מגוונים</td></tr><tr><td>פיר פלסטיק/מתכת (6 מ"מ OD, אורך 70 מ"מ)</td> <td>TR Fastenings Ltd., UK</td><td>1</td><td>למשל יכול להיות בורג M6 ואום</td></tr><tr><td>פיר פלסטיק/מתכת (5 מ"מ OD, אורך 70 מ"מ)</td> <td>TR Fastenings Ltd., UK</td><td>1</td><td>למשל יכול להיות בורג M5 ואום</td></tr><tr><td>זוגות קפיצי כדור</td><td>WDS Ltd., בריטניה</td><td>4</td><td>מספרי זוגות קפיצי כדור יכולים להשתנות כדי להתאים את כוח ההפעלה של המצמד</td></tr><tr><td>מצמד מכסה</td><td>שירות הדפסת תלת מימד</td><td>2</td><td>104 מ"מ OD, רוחב פנים 5 מ"מ, קדח 6 מ"מ, כפי שמוצג באיור 2, עם קובץ STL המסופק</td></tr><tr><td>צווארון פיר מודפס</td><td>בתלת מימד שירות הדפסת תלת מימד</td><td>1</td><td>35 מ"מ OD ו-30 מ"מ תעודת זהות, רוחב פנים של 8 מ"מ, כפי שמוצג באיור 2, כאשר קובץ STL מסופק</td></tr><tr>שירות הדפסת<td>תלת מימד צווארון אפקטור קצה מודפס בתלת מימד</td><td></td><td>1</td><td>כפי שמוצג באיור 2, עם קובץ STL מסופק</td></tr><tr><td>מנועי צעד עם הילוכים קטנים</td><td>AOLONG TECHNOLOGY Ltd., סין</td><td>14</td><td>מספר חלק: GM15BYS; יחס הילוכים פנימי 232:1 או 150:1, הכל מקובל</td></tr></tbody></table>

העיצוב והיישום של תחמן רובוטית העידו סאונד אקסטרה גשמית

Design and Implementation of a Bespoke Robotic Manipulator for Extra-corporeal Ultrasound

עם פוטנציאל ברמת דיוק גבוהה, מיומנות של הדיר, מערכת רובוטית מסומנים עצמית יכול להיות מועסק על מנת לסייע ברכישת אולטרסאונד בזמן אמת. עם זאת, מספר מוגבל של רובוט שתוכנן במיוחד גשמית סאונד בהצלחה תורגמו שימוש קליני. במחקר זה, אנו שואפים לבנות תחמן רובוטית העידו לבדיקה אולטרסאונד במיוחד גשמית, אשר הוא קל משקל ובעל שטח רצפה קטן. הרובוט נוצר על ידי חמישה קישורים מיוחד בצורת ומנגנונים משותפת בהזמנה אישית עבור בדיקה מניפולציה, כדי לכסות את טווח התנועה עם דרגות חופש עודפים כדי להבטיח בטיחות המטופל הכרחי. בטיחות מכני מודגשת עם מנגנון מצמד, להגביל את הכוח חלה על חולים. בשל העיצוב, המשקל הכולל של manipulator הוא פחות מ-2 ק ג, אורך manipulator הוא כ- 25 ס מ. העיצוב יושמה, וסימולציה, פנטום, מתנדב מחקרים בוצעו, כדי לאמת את טווח התנועה, היכולת לבצע כוונון עדין, אמינות מכנית, ולפעולה בטוח של המצמד. נייר זה פרטי העיצוב והיישום של manipulator העידו אולטרסאונד רובוטית, עם השיטות ועיצוב ההרכבה מאויר. תוצאות הבדיקה להדגים את תכונות עיצוב והניסיון הקליני של שימוש במערכת מוצגים. הוא הוא סיכם כי manipulator רובוטית המוצע הנוכחי עומד בדרישות כמערכת העידו לבדיקה אולטרסאונד במיוחד גשמית, יש פוטנציאל אדיר להיות מתורגם שימוש קליני.

בעקבות הפרוטוקול, המערכת שנוצרה הוא תחמן רובוטית עם חמישה מיוחד בצורת קישורים (L0 L4) והמפרקים revolute חמש (J1 J5) עבור העברה, מחזיק באופן מקומי הטיית בדיקה בארה ב (איור 8). המפרק העליון סיבוב (J1), עם הציוד מנגנונים actuated על ידי ארבעה מנועים, באפשרותך לסובב הדברים הבאים מבני 360 מעלות, כדי לאפשר את המכשיר בארה ב להצביע כלפי צדדים שונים של אזור הסריקה, כגון העליון, התחתון, ו צידי הבטן. הטיית המפרק העי...

מאמר זה מציג את העיצוב והיישום של תחמן רובוטית העידו לבדיקה אולטרסאונד במיוחד גשמית. המערכת כוללת חמש דרגות חופש עם מפרקים קלת משקל שבוצעו על-ידי הדפסת תלת-ממד ומצמד מכני לניהול בטיחות.

With the potential for high precision, dexterity, and repeatability, a self-tracked robotic system can be employed to assist the acquisition of real-time ...

פיתחנו מניפולטור רובוטי דיבר אולטרסאונד גשמי נוסף, אשר ישאף לתרגם לשימוש קליני. השימוש במערכות רובוטיות לאבחון אולטרסאונד, יכול לשפר את האבחון הרפואי. המניפולטור מורכב ממשקל עופרת, כך שהדברים הניתנים להדפסה, הרחק מפלסטיק אשר מצמד מכני, תכונה.המצמד אינו תלוי במערכות חשמל ובלוגיקה סופית. מניפולטור אולטרסאונד רובוטי יכול לשמש Stenographers כדי להפחית את הסיכון של פגיעה חוזרת ונשנית במתח. המערכת יכולה לשמש גם לאבחון אולטרסאונד.המניפולטור מספק גמישות מלאה עבור התאמות מראש אולטרסאונד, המאפשר פעולה קלה ובטוחה באזור קטן. באופן פוטנציאלי זה יכול לשמש גם כדי לתפעל מכשירים רפואיים אחרים. כדי להתחיל, השתמש בקבצי STL המסופקים בחומרים המשלים עבור מאמר זה, והדפס את כל הקישורים והמחולל מוצג כאן.הדפס באמצעות ABS PLA או ניילון באמצעות מדפסת תלת-ממד משלך, או באמצעות שירות הדפסה בתלת-ממד. השתמש גם ניילון להדפיס את כל הרכיבים הנוספים הנדרשים המוצגים כאן. לפי הצורך, הסירו את כל החומרים התומכים שנותרו מהדפסת תלת-ממד, והבריקו את כל חלקי הפלסטיק המודפסים בעזרת כלי ליטוש.חבר 20 שיניים לדרבן הילוכים לארבעה מנועי צעדים קטנים עם הילוכים. ואז למקם את מנועי צעד לתוך חללי ההר של קישור אפס ולהרים אותם עם ברגים. במקום הבא שני מסבים בקוטר חיצוני 37 מילימטר לתוך בתי הנושאים של קישור אפס.ואז לאבטח את 120 שיניים סוג הילוך דורבן על המפתח המשושה של קישור אחד. עכשיו להכניס את הפיר על קישור אחד לתוך חור הפיר על קישור אפס עם ארבעה הילוכים דרבן נהיגה קטנים, ואת הילוך שלוחה מונע גדול עוסקת. לאחר מכן להרכיב את צווארון הפיר כדי לאבטח ולשמור על הפיר.חבר 20 שיניים לדרבן הילוכים לעוד ארבעה מנועי צעדים קטנים עם הילוכים. לאחר מכן מניחים את מנועי הצעד לתוך חללי ההרכבה של קישור אחד ולהרים אותם עם ברגים. לאחר מכן חבר את שני ההילוכים מסוג B מסוג 120 שיניים למסבים בקוטר חיצוני של 237 מילימטר.מקם אותם לתוך חללי ההילוכים של קישור אחד, בעוד 120 שיניים סוג B דרבן הילוך עוסקת עם 20 שיניים לדרבן הילוכים רכוב על המנועים. בטלו את ההברגה, והברגו מחדש את המנוע במידת הצורך כדי לאפשר מיקום קל של שני 120 השיניים מסוג B spur gear. שים את ההילוכים בעמדה, ליישר קישור אחד ולקשר שני, ולהכניס את המסב אגסים קפיץ כדור לתוך חורי מצמד בקישור 2.עם שני כיסויי מצמד עגולים יישור ודחיפת המעיין לתוך מנגנון המצמד לטעינה מראש, הכנס בורג M6 לתוך משעמם של קישור אחד ושתיים. לבסוף לסובב את ההרכבה לצד השני, ולחזור על שלבים 4.3 עבור צד זה. אבטח את ההרכבה על-ידי חיבור אגוז לבורג M6.חבר 20 הילוכים דורבן שיניים לשני מנועי צעדים קטנים יותר, ולאחר מכן מקם את מנועי הצעדים בחללי ההרכבה של קישור 2, והצב אותם בברגים. במקום הבא קוטר חיצוני 37 מילימטר נושאת לתוך דיור הנושאת של 120 שיניים סוג c דרבן הילוך. כמו כן מניחים קוטר חיצוני 32 מילימטר הנושא לתוך הדיור הנושאת של קישור שלוש.אבטחו את הילוך השלוחה הגדול לתוך חור המנעול המשושה של קישור 3, תוך שימוש בברגים נוספים במידת הצורך. לאחר מכן, בעוד ההילוכים הקטנים והגדולים של השלוחה עוסקים, הכנס את הפיר על קישור 2 לתוך ה-Boers על הילוך השלוחה הגדול וקשר שלוש. מניחים את שני מנועי צעדים קטנים הילוכים לתוך חללי הרכבה של קישור שלוש, ולהרים אותם עם ברגים.לאחר מכן מניחים את המסבים בקוטר חיצוני 8 מ"מ לתוך בתי הנושאים של קישור ארבע. הר את הילוך השלוחה באורך 20 שיניים על שני מנועי הצעדים הקטנים. מקם את גלגל ההילוכים ה-140 ה-14 על הבלטה של קישור 4.חבר 18 הילוכים משופעים לשני מנועי צעדים קטנים עם הילוכים. לאחר מכן מניחים את מנועי הצעד לתוך חללי ההרכבה של קישור ארבע, ולהרים אותם עם ברגים. לבסוף הכנס את פיר M5 לתוך חור הפיר של קישור שלוש וקשר ארבעה, לאחר שני הקישורים מיושרים.ודאו שמבני הבירה המונעים המובנים מקשרים ארבעה גפרורים עם ציוד השלוחה הארוך של 20 השיניים. לבסוף להכניס את אפקט הקצה לתוך keyway של הילוך משופע גדול ואז אנכית למקם את אפקט הקצה עם צבע אפקט הקצה דפק על זה. למניפולטור הרובוטי שהורכב כאן יש חמישה קישורים בצורת מיוחד, וחמישה מפרקי revolut להזזה, החזקה והטיה מקומית של גשושית אמריקאית.ניתן לסובב את הגשוש במהירות לכל זווית. מוטה כדי לעקוב אחר זווית פני השטח בין אפס מעלות, ו 110 מעלות לאופקי בכל כיוון. ומוצב בתוך מעגל, בקוטר של 360 מילימטרים.מגוון גדול של עמדות בדיקה ניתן להגיע עם תנועות קטנות בלבד של מנגנון המיקום הגלובלי הנותר, בעת שימוש מניפולטור רובוטית בארה"ב המוצע. כאן סימולציה מראה את הרובוט בעמדות סביב פנטום בטן, המוכיח כי הוא מסוגל להגיע סביב שני צידי הבטן ומגוון של עמדות על גבי. בעת ביצוע שלבים אלה, חשוב לזכור כי הנהיגה, ואת הילוכים נהיגה צריך להיות מעורב כראוי עבור המנגנון לעבוד.בעקבות הליך זה, אנו יכולים להרכיב תכנון מקורי מניפולטור רובוטי עבור יכול להיות מומר לתוך חכם חלוק להחזקה, ומיקום אחרים בטן, מכשירים כירורגיים. באמצעות המניפולטור המוצע, לחוקרים יש כעת מכשיר קל משקל לחקור את השימושים הקליניים הפוטנציאליים בטכנולוגיית אולטרסאונד רובוטית, ולהתנסות במצבים מחברים שונים כדי לשפר את תוצאת האבחון.

design-implementation-bespoke-robotic-manipulator-for-extra-corporeal

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

מאמר זה מתאר את התכנון והייצור של יחידה רכה למניפולטורים כירורגיים. מודול הבסיס כולל שלושה מפעילים נוזליים גמישים להשגת כיפוף והתארכות כל-כיווניים, ומנגנון מבוסס שיבוש גרגירי כדי לאפשר בקרת קשיחות. מדווח גם על אפיון מכני מלא.

עיצוב וייצור של יחידת אלסטומרי לרובוטים מודולרי רך בכירורגיה פולשנית

פרוטוקול זה מתאר גישה מבוססת מוטות, המשלבת טכניקות הדפסת תלת מימד וליתוגרפיה רכה לייצור התקני האחיזה הרכה. גישה זו מבטלת את הצורך במקור אוויר חיצוני על ידי שילוב רכיב תא ומפחיתה את הסיכוי לחסימה במהלך תהליך האיטום, במיוחד עבור תעלות פנאומטיות ממוזערות.

רוד מבוססי ייצור של מכשירים גריפר פניאומטיים רובוטית להתאמה אישית רך עבור מניפולציה רקמה עדינה

הפיתוח של הגששים אולטרסאונד (לנו) החדש מבוסס על טכנולוגיית קיבולי Micromachined אולטראסוניות מתמר (CMUT) דורש הערכה מציאותית מוקדם של יכולות הדמיה. אנו מתארים עבור ייבוא תמונות ארה ב והשוואה עם תמונות תהודה מגנטית, פרוטוקול נסיוני הדיר משתמש של ex-vivo שור במוח כמו מטרה הדמיה.

טיפול נסיוני הערכת הביצועים של הגששים סאונד חדש מבוסס על טכנולוגיית CMUT ביישום כדי הדמיה מוחית

אולטרסאונד תלת-ממד הדמיה (3DUS) מאפשר morphometry מהירה וחסכונית של רקמות שריר-שלד. אנו מציגים פרוטוקול כדי למדוד את נפח השריר אורך fascicle באמצעות 3DUS.

אולטראסאונד תלת-ממד הדמיה: Morphometry מהירה וחסכונית של רקמת שריר-שלד

כאן, אנו מציגים גישה רובוטית כדי. לעוקר מבודד בראש...

אנקליציה רובוטית של בידוד פנים-לבלב בראש הלבלב

מחסום הדם - מוח (BBB) יכול להיות משובש באופן זמני עם אולטרסאונד ממוקד microbubble בתיווך (FUS). כאן, אנו מתארים פרוטוקול צעד אחר צעד לפתיחת BBB בתפוקה גבוהה ב vivo באמצעות מערכת FUS מודולרית נגישה למומחים שאינם אולטרסאונד.

נוירון סטראוטקטי מונחה תפוקה גבוהה ומערכת אולטרסאונד ממוקדת לפתיחת מחסום דם-מוח במכרסמים

פרוטוקול זה מדגים אולטרסאונד רובוטי (ארה"ב) כחלופה מעשית, חסכונית ומהירה לשיטות תמונה מסורתיות לא פולשניות.

שימוש באולטרסאונד רובוטי 3D לניתוח In Vivo של כליות עכבר

קיבוע בורג טרנס-סקרלי מלעורי בסיוע מערכת רובוטית המופעלת מרחוק הוא טכניקה אפשרית. ניתן ליישם תעלות בורג בדיוק גבוה בשל חופש התנועה והיציבות המצוין של הזרועות הרובוטיות.

טכניקת קיבוע בורג טרנסיליאק-טרנס-סקרלי מלעורית בסיוע מערכת רובוטית מרחוק

כאן, אנו מציגים פרוטוקול שלב אחר שלב של טחול רובוטי המשמר כריתת פנקטומיה דיסטלית, עם ובלי שימור כלי הדם הטחול (כלומר, טכניקות קימורה וורשו, בהתאמה).

כריתת פנקטומיה דיסטלית רובוטית משמרת טחול: טכניקות וורשו וקימורה

פרוטוקול זה מציג איבר רובוטי סופר-מספרי גמיש ולביש המותאם לסייע בשיקום אצבעות לחולי שבץ. העיצוב משלב חיישן כיפוף כדי להקל על אינטראקציה חלקה בין אדם לרובוט. תיקוף באמצעות ניסויים הכוללים מתנדבים בריאים וחולי שבץ מדגיש את היעילות והאמינות של המחקר המוצע.

איבר רובוטי סופר-מספרי גמיש ולביש לחולי שבץ כרוני

חקור מניפולטור רובוטי לאולטרסאונד חוץ-גופי עם חמישה מעלות חופש ומצמד מכני לבטיחות. המערכת מפחיתה עומס פיזי על רופאים ומשפרת דיוגנוסטיקה רפואית.

העיצוב והיישום של תחמן רובוטית העידו סאונד אקסטרה גשמית

גלה סרטונים נוספים