新型機器人“懸絲”治癌症
- 發佈時間：2014-11-21 01:30:35 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
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科技日報訊 （通訊員靳瑩 記者馮國梧）近日，天津大學師生研發了一款“核磁儀導航絲傳動乳腺癌近距離粒子植入機器人”，在核磁儀等成像儀器導航下將一定劑量放射性粒子放至病灶中，使其一直保留在體內，達到“靶向”持續放射殺死癌細胞。這款機器人治療不僅具有微創、副作用小等優勢，而且還能避免人工穿刺。
在這款智慧機器人研製中，天大師生設計了巧妙的“絲傳動”，從而使機器人的旋轉、升降、搖擺、前後進針、推送藥物等所有動作都是通過多條高強度的非金屬絲的巧妙纏繞來帶動。由於是這樣“懸絲診病”，電機可以放在離核磁共振儀較遠的地方，減少“偽影”，也使醫生能夠“遠端”操控，離放射性粒子更遠一些。
研發人員經過反覆實驗，採用了核磁相容的超聲波電機來驅動機器人；用符合力學性能要求且具有“順磁性”的pve工程塑膠來製造機器人整體；關鍵部件，如針管針芯等使用鈦合金以增加強度和可靠性，軸承、螺栓、螺母等使用了氮化硅陶瓷材料。
手術時，病人俯臥在核磁共振儀腔體內的病床上，醫生通過MRI系統實時檢測針刺目標點的位置，將採集到的圖像傳送至電腦。電腦對圖像進行處理後，結合可編程邏輯控制器傳送過來的信號，對針刺軌跡路線進行調整，併發送相應指令來控制機器人，從而將放射性粒子準確植入癌變部位。
設計中，研發人員摒棄了傳統的升降、平移等運動結構，設計了“環套乳房全方位旋轉穿刺結構”，只需一個旋轉自由度即可實現對乳房各個方向的穿刺，再附加一個針刺系統搖擺自由度輔助矯正進針姿態，使針刺的位置誤差低於1mm。
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