Bir Açık kaynak Robotik Stereotaksik Enstrüman Bina

Bu prosedürün genel amacı, araştırmacılara esnek, ucuz ve açık kaynaklı bir robotik stereotaksik alet oluşturma planlarının yanı sıra ameliyatları tasarlamak ve paylaşmak için gerekli yazılımı sağlayarak robotik kemirgen nöroşirürjisinin erişilebilirliğini ve esnekliğini genişletmektir. Bu, ilk olarak bilgisayarlı sayısal kontrollü bir stereotaksik aletin işlenmesi ve montajı ile gerçekleştirilir. İkinci adım, stereo saldırıların ölçekleme oranını belirlemektir.

Motor mesafesi başına kat edilen stereotaksik mesafeyi ölçerek, kafatası koordinatlarından otomatik olarak bir takım yolu oluşturulacak ve G koduna aktarılacaktır. Son adım, hayvan türlerinin kafatasları kullanılarak ameliyatların test edilmesidir. Ameliyat için tasarlanmış olup, testin sonuçlarına göre değiştirilmelidir.

Sonuç olarak, stereotaksik alet, canlı kemirgen beyin cerrahisini hızlı bir şekilde gerçekleştirmek ve paylaşmak için kullanılabilir. Mevcut uygulamalar arasında kraniyotomiler, ince kafatası, pencereler ve elektrot veya kanül bulunur ancak bunlarla sınırlı değildir. Robotik cerrahi aletlerin indirilmesi, kemirgen nöroşirürjisinin doğruluğunu ve tekrarlanabilirliğini artırabilir.

Bununla birlikte, ticari modeller aşırı derecede pahalı olabilir. Aşağıdaki protokol, mevcut bir stereo saldırılarını motorlu stereo saldırılara yükseltme planları sağlar. Motorları kontrol etmek için kullanılan G kodu açık kaynak kodludur ve cerrahların son derece özel ihtiyaçlarını karşılamak için değiştirilebilir.

Dahil edilen MATLAB komut dosyaları, erken benimseyenlerin basit işaretle ve tıkla menülerini kullanarak ameliyatları otomatik olarak oluşturmasına yardımcı olacaktır. Şu anda sadece birkaç üretilen ameliyat desteklenirken, robot hayvan modellerinde kullanılan beyin cerrahisi tekniklerinin büyük çoğunluğunu gerçekleştirebilir. Robotik ameliyatların belirli zamanlarda değişkenleri ortadan kaldırması gibi birçok avantajı vardır.

Son 30 yılda, laboratuvarım hayatta kalma ameliyatlarımızda düşük hayatta kalma oranlarının olduğu dönemlerden muzdaripti. Bunlar, birer birer ortadan kaldırılması gereken değişkenlerin sayısı nedeniyle sinir bozucu dönemlerdir. Robotik cerrahi, bu değişkenlerden bazılarını ortadan kaldıracak ve sorun giderme sürecimizi basitleştirecektir.

Genel olarak, daha tutarlı ameliyatları ve daha hızlı iyileşme sürelerini ve daha az hayvan ölümünü teşvik eder. Bipolar step motorları sürücü kartıyla birlikte verilen konektörlere bağlayarak bu prosedüre başlayın. Yeşil kabloyu a artı a'ya, siyah kabloyu eksi A'ya, kırmızı kabloyu B artı'ya ve mavi kabloyu B eksi'ye bağlayın.

Sonraki slayt. Step motorların üzerindeki kuplörler, montaj deliklerini hizalamaya dikkat ediyor. Ardından 1220 milimetre M üç soket başlı vidaları kullanarak bunları sabitleyin ve kuplörlerin motorlara sıkıca takıldığından emin olun.

Kuplörler ve bilezik için 3D modellerin iplik içermediğini unutmayın. Diş boyutu ile etiketlenen delikler, üretildikten sonra vidalanmalıdır. Bundan sonra, küçük bir altıgen anahtar kullanarak stereotaksik aletin üç eksenindeki başparmak tutamaklarından ayar vidalarını çıkarın.

Başparmak kulpları dişlidir, bu nedenle PTFE rondelalarını kol üzerinde yerinde tutarken çıkarmak için saat yönünün tersine çevirin. Ardından, bileziklerin dişli ucunu stereotaksik alet kollarının dişli çubuklarına vidalayın, renkler ile P-T-F-E-O halkaları arasında boşluk olmadığından emin olun. Bu, robot yön değiştirdiğinde koordinatların korunmasını garanti eder.

Daha sonra, üç adet bir çeyrek inç nf 10 32 fincan nokta ayar vidası kullanarak bilezikleri stereotaksik kolların dişlerine sabitleyin. Her motoru ve kuplörü bileziklerin ve stereotaksik kolların üzerine kaydırın. Motorların kollarla aynı hizada oturduğundan ve manşonlardaki ayar vida deliklerinin motor millerinin düz kısmı ile aynı hizada olduğundan emin olun.

Ardından, montaj deliklerini ve altı yarım inç NF 10 32 kesme noktası ayar vidasını kullanarak kuplörleri stereotiplere sabitleyin Daha sonra, üç çeyrek inç NF 10 32 ayar vidası kullanarak bilezikleri motor millerine sabitleyin. Şimdi, üç adımlı kontrolörün her birini yarım adımlı olarak ayarlayarak CNC sürücü kartını hazırlayın, bu da üç adımlı kontrolörün her biri için adım çözünürlüğünü iki katına çıkarır. Birinci pimi açık konuma, ikinci pimi kapalı konuma, üç pimi açık konuma, dört pimi kapalı konuma, beşinci pimi açık konuma ve altıncı pimi kapalı konuma çevirin.

X, y ve Z motorlarını 12 voltluk güç kaynağı ile birlikte step motor sürücüsüne takın. Ardından, step sürücüyü bir DB 25 kablosu kullanarak bir bilgisayar seri bağlantı noktasına bağlayın. Şimdi step motor iletişimi için yapılandırmaya başlamak üzere CNC freze yazılımını açın.

Lütfen aşağıdaki talimatların yalnızca TB 6 5 6 0 step motor sürücüsü ile kullanılmak üzere tasarlandığını unutmayın. Yapılandır'a, ardından bağlantı noktalarına ve çıkış sinyallerine tıklayın. İstemi doldurun ve uygula'ya basın.

Ardından bağlantı noktalarını, pinleri ve giriş sinyallerini yapılandır'a tıklayın. İstemi doldurun ve uygula'ya basın. Ardından, yapılandırma'ya tıklayın.

Ardından portlar ve pinler ve motor çıkışları. İstemi doldurun ve uygula'ya basın. Bundan sonra, config ve motor tuning'i tıklayın.

İstemi doldurun ve eksen ayarlarını kaydet'e tıklayın ve aynı değerleri kullanarak üç AE için de bu adımları tekrarlayın. Daha sonra, motorun hızını dakikada bir inç'e ayarlayarak stereotipleri CNC yazılımının ölçeğine göre kalibre edin ve stereotaksik aletler Z eksenini sayfa yukarı sayfa ile en yakın milimetreye kadar hareket ettirin, Z eksenini sıfırlayın ve stereotaksik aleti bir milimetre hareket ettirin. Z ekseninde Mach üç cinsinden kat edilen mesafe, ölçekleme sabitidir.

Hareketlerin doğru olduğundan emin olmak için bilinen bazı mesafeleri kat edecek şekilde programlayarak üç eksenin de rastgele testlerini gerçekleştirdikten sonra, ekstra büyük prob tutucuyu kullanarak mikro motorlu matkabı stereotaksik alete takın. İlk olarak, yazılım tablosundaki tüm özel komut dosyalarını bir bilgisayardaki tek bir klasöre yerleştirin. Ardından keskin kenar kraniyotomisi M komut dosyasını açın ve kodu çalıştırın.

Komut isteminde her ikisini de seçin. Ne tür bir ameliyat yapacaksınız? Daha sonra, kafatası penceresinin köşelerini tanımlamak için özel'i seçin, kraniyotomi köşelerinin x ve Y konumlarını tanımlayın.

Her koordinat doğru sırayla girilmelidir Formu doldurduktan sonra tamam'a basın. Ardından, üç kafatası deliği oluşturmak için komut istemine üç girin. Ardından koordinatları kullanarak tanımla'yı seçin ve şablondan her deliğin koordinatlarını girin.

Bundan sonra, ilk test ameliyatı için delme parametrelerini tanımlayın. Varsayılan değerleri kabul edin. G kodunu adlandırın.

Otomatik olarak oluşturulacak ve çalışma dizinine kaydedilecektir. G kodunu CNC freze yazılımına ve stereotaksik aletlere bir test kafatası yükleyin. Kulak çubukları, klavyenin ok tuşlarını kullanarak matkap ucu toremasını manuel olarak sıkılaştırır, doğruluğu sağlamak için yavaş bir jog hızı kullanın.

Şimdi mikro motorlu matkabı çalıştırın ve matkap kontrol cihazındaki hız kadranını 50.000 RPM'ye ayarlayın. Döngü başlat'a basın. Stereo saldırılar, her geçiş arasında farklı derinliklerde aynı kesimin birçok geçişini gerçekleştirecektir.

Stereo ataklar duraklar, böylece cerrah devam edebilir veya iptal edebilir. Kesim. Geçişleri kesmeye devam etmek için döngüye devam et'e basın. Burada daha önce tasarlanmış ameliyatın sonucunu gösteren bir kafatası var ve bu kafatası bir deliğe sokulmuş bir kafatası vidasını gösteriyor.

Üretilen matkap ucu boyutu, deliğin, çapın ve buna bağlı olarak vida boyutunun belirleyecektir. Bu şekil, oklarla gösterilen ince bir kafatası penceresi içeren kafatasını göstermektedir. Sağ panelde, ışığın ince kafatası penceresine nüfuz ediyor gibi göründüğünü unutmayın.

Tekdüze Robotik cerrahi cihazlar, günümüzde sinirbilimdeki en yaygın sorunlardan bazılarının çözülmesine yardımcı olabilir. İlk olarak, takım yolları %100 tekrarlanabilir. İkincisi, deney veya hatayı azaltabilir.

Üçüncüsü, motorlu cerrahi cihazlar bir deney yapmak için gereken hayvan sayısını azaltabilir ve son olarak, insan elinden daha hassas ve doğrudurlar. Araştırmacıların otomatik olarak basit ameliyatlar oluşturmasına olanak tanıyan özel bir yazılım ekledik. Motorlu stereo saldırıların bu yazılım tarafından kısıtlanmadığını hatırlamak önemlidir.

Araştırmacılar, benzersiz beyin ameliyatlarına en iyi şekilde uyacak şekilde karmaşık araç yollarını kodlayabilirler. Yine de robotun doğruluğu, kaliteli işlemeye, doğru kuruluma ve bir CNC makinesinin nasıl çalıştığının doğru anlaşılmasına bağlıdır. Araştırmacılar bu motorlu stereotaktik aletin işleyişini anlamak için zaman ayırmaya istekli oldukları sürece, ameliyatları daha iyi tekrarlanabilirlik ve daha az eğitim ile daha doğru bir şekilde gerçekleştirebilirler.

Genel olarak, otomatik cerrahi birçok fayda sağlar. Motorlu stereotaktikler mevcuttur. Ticari olarak temin edilebilirler, ancak son derece pahalıdırlar.

Kevin ve David'in burada bir araya getirdiği sistem aynı yüksek kalitede, ancak çok düşük bir maliyetle, ve yazılımı ve sistemi tüm araştırma topluluğuna ücretsiz olarak sunuyorlar.