應(yīng)用
前列腺癌是男性中與癌癥有關(guān)的第二大死因。PSA 血液篩查和直腸指檢是初步檢測可能存在前列腺癌的典型方法。如果檢查結(jié)果呈陽性,就會進行活檢和/或MRI成像以進行驗證。 癌癥治療費用的增加為改進早期檢測,提供更加可行的方案創(chuàng)造了機會。
目前,前列腺活檢如經(jīng)直腸超聲引導(dǎo) (TRUS) 使用聲波來制作前列腺圖像。然而,TRUS不能區(qū)分正常組織和癌癥,因此醫(yī)生需要自行插入導(dǎo)管至直腸壁中采集活檢樣本。這個過程需要重復(fù)幾次,以確保前列腺的每個區(qū)域都被采樣,但仍可能會有遺漏。同時,由于直腸壁不能消毒,TRUS活檢會有小部分幾率會導(dǎo)致嚴(yán)重感染。
MRI活檢術(shù)可以在MRI的直接引導(dǎo)下非常精確地手動放置活檢針。高分子機器人通過開發(fā)經(jīng)會陰MRI引導(dǎo)的活檢機器人,將通過會陰(陰囊和***之間)進入的低感染風(fēng)險和實時MRI引導(dǎo)的高分辨率和準(zhǔn)確性結(jié)合起來,實現(xiàn)了前列腺活檢過程的自動化。
Falcon? 高分子機器人是世界上第一個用于前列腺癌的經(jīng)會陰MRI引導(dǎo)的靶向系統(tǒng)。Falcon需要5個自由度(DOF),這要求高精度的非金屬反饋傳感器能夠在MRI鉆孔的極端磁場環(huán)境中運行。
要求:
直線行程可達16英寸
分辨率為0.1mm
非金屬的
耐用性和可重復(fù)性超過200,000次循環(huán)
啟動后位于絕對位置
須承受 MRI 產(chǎn)生的振動和聲音引起的振動
解決方案
2014 年初,高分子機器人研發(fā)公司找到Micronor時,Micronor 提議使用增量式線性傳感器。目前,此類傳感器用于開發(fā)焊接機器人。在已獲得專利的2相/2波長光學(xué)編碼器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種新型的微型“讀數(shù)頭”。該讀數(shù)頭由用于高精度光學(xué)元件的陶瓷副載體和縮醛塑料制成的導(dǎo)膜器組成。這種新型光學(xué)讀數(shù)頭體積極小,可以放入非常狹窄的空間。
樣品的成功促成了 HK-MR343 MRI 安全線性編碼器和HK-MR340-0 OEM 控制器的最終設(shè)計。對于5軸自由度,客戶需要4套傳感器和控制器用于Falcon?概念驗證。第一套機加工塑料主體的裝置于2014年5月交付。其模具隨后完成,第一批生產(chǎn)零件也順利運行。更多的Falcon?系統(tǒng)已經(jīng)組裝完成,用于第二階段和隨后的人體測試。
接著對線性編碼器進行了環(huán)境測試,結(jié)果滿足所有的要求。 傳感器/薄膜條組合的耐久性測試顯示,在初始測試的250,000次循環(huán)運行中,性能沒有下降。 隨后的測試驗證了在模擬 MRI 引起的聲音振動下,耐久性可超過 500,000 次循環(huán)。
由于醫(yī)療設(shè)備的專有性質(zhì),無法獲得 Falcon? 機器人的內(nèi)部細(xì)節(jié),但HK-MR343 位置反饋符合預(yù)期。照片顯示了MR343的兩個傳感器和MRI兼容的氣動驅(qū)動系統(tǒng)的部分。
所用產(chǎn)品:
HK-MR343-B400C1R5 MRI 安全線性編碼器,數(shù)量4
HK-MR340-0 OEM控制器(當(dāng)前產(chǎn)品為MR340-0),數(shù)量4
EC-TD5334-XXX系列編碼器薄膜條,數(shù)量4
HK-MR343
HK-MR340
審核編輯 黃昊宇
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