Найпоширеніші конфігурації вольфрамового кабелю в хірургічних роботах включають конфігурації 8×19, 7×37 та 19×19. Механічний кабель з вольфрамовим дротом 8×19 включає 201 вольфрамовий дріт, 7×37 включає 259 дротів, і, нарешті, 19×19 включає 361 спіральний багатожильний дріт. Хоча нержавіюча сталь використовується в різних сферах застосування, включаючи численні медичні та хірургічні пристрої, немає заміни вольфрамовим кабелям у хірургічній робототехніці.
Але чому нержавіюча сталь, відомий матеріал для механічних кабелів, стає все менш популярною в приводах хірургічних роботів? Зрештою, кабелі з нержавіючої сталі, особливо кабелі мікродіаметра, повсюдно використовуються у військовій, аерокосмічній та, що найважливіше, у безлічі інших хірургічних застосувань.
Що ж, причина, чому вольфрамові кабелі замінюють нержавіючу сталь у системі керування рухом хірургічних роботів, насправді не така загадкова, як можна було б подумати: це пов'язано з довговічністю. Але оскільки міцність цього механічного кабелю вимірюється не лише його лінійною міцністю на розтяг, нам потрібно перевірити міцність як міру продуктивності, зібравши дані з багатьох сценаріїв, придатних для польових умов.
Візьмемо для прикладу конструкцію 8×19. Як одна з найпоширеніших конструкцій механічних тросів для досягнення кута нахилу та напрямку повороту в хірургічних роботах, 8×19 значно перевершує аналог з нержавіючої сталі зі збільшенням навантаження.
Зверніть увагу, що час циклу та міцність на розтяг вольфрамового троса збільшувалися зі збільшенням навантаження, тоді як міцність альтернативного троса з нержавіючої сталі різко зменшувалася порівняно з міцністю вольфраму при тому ж навантаженні.
Трос з нержавіючої сталі з навантаженням 10 фунтів і діаметром приблизно 0,018 дюйма забезпечує лише 45,73% циклів, досягнутих вольфрамовим тросом з такою ж конструкцією 8×19 та діаметром дроту.
Фактично, це конкретне дослідження одразу показало, що навіть при зусиллі 10 фунтів (44,5 Н) вольфрамовий трос працював більш ніж удвічі частіше, ніж трос з нержавіючої сталі. Враховуючи, що, як і всі компоненти, мікромеханічні кабелі всередині хірургічного робота повинні відповідати або перевищувати суворі нормативні вимоги, трос повинен бути здатним витримувати будь-які удари, чи не так? Таким чином, аналіз показує, що використання вольфрамового троса 8×19 того ж діаметра порівняно з тросом з нержавіючої сталі має як невід'ємну перевагу в міцності, так і гарантує, що робот живиться від міцнішого та довговічнішого матеріалу троса з двох варіантів.
Крім того, у випадку конструкції 8×19 кількість циклів вольфрамового троса щонайменше в 1,94 раза більша, ніж у троса з нержавіючої сталі того ж діаметра та навантаження. Більше того, дослідження показали, що троси з нержавіючої сталі не можуть зрівнятися з еластичністю вольфраму, навіть якщо прикладене навантаження поступово збільшувати від 10 до 30 фунтів. Фактично, зазор між двома матеріалами троса збільшується. При тому ж навантаженні в 30 фунтів кількість циклів збільшується в 3,13 раза. Найважливішим висновком є ​​те, що запаси міцності ніколи не зменшувалися (до 30 балів) протягом усього дослідження. Вольфрам завжди мав більшу кількість циклів, в середньому 39,54%.
Хоча в цьому дослідженні розглядалися дроти певних діаметрів та конструкцій тросів у суворо контрольованому середовищі, воно продемонструвало, що вольфрам міцніший і забезпечує більше циклів з точними напруженнями, розтягуючими навантаженнями та конфігураціями шківів.
Співпраця з інженером-механіком з вольфрамових труб для досягнення необхідної кількості циклів для вашого хірургічного роботизованого застосування є критично важливою.
Незалежно від того, чи це нержавіюча сталь, вольфрам чи будь-який інший механічний матеріал кабелю, жодні два кабельні збірки не обслуговують однакову первинну обмотку. Наприклад, зазвичай мікрокабелі не потребують ні самих жив, ні майже неможливих жорстких допусків фітингів, що застосовуються до кабелю.
У багатьох випадках існує певна гнучкість у виборі довжини та розміру самого кабелю, а також розташування та розміру аксесуарів. Ці розміри становлять допуск кабельного вузла. Якщо виробник вашого механічного кабелю може реалізувати кабельні вузли, що відповідають допускам застосування, ці вузли можна використовувати лише в їхньому фактичному середовищі.
У випадку хірургічних роботів, де на кону стоять життя, досягнення конструктивних допусків є єдиним прийнятним результатом. Тож справедливо буде сказати, що надтонкі механічні кабелі, які імітують кожен рух хірурга, роблять ці кабелі одними з найдосконаліших на планеті.
Механічні кабельні вузли, що входять до складу цих хірургічних роботів, також займають невеликі, тісні та обмежені простори. Насправді дивовижно, що ці вольфрамові кабельні вузли бездоганно поміщаються у найвужчі канали, на шківах розміром не більше кінчика дитячого олівця, і виконують обидва завдання, підтримуючи рух з передбачуваною кількістю циклів.
Також важливо зазначити, що ваш інженер з кабельних систем може заздалегідь порадити матеріали для кабелів, що потенційно заощадить час, ресурси та навіть витрати, які є ключовими змінними під час планування обґрунтованої стратегії виведення вашого робота на ринок.
Зі стрімким зростанням ринку хірургічної робототехніки просте надання механічних кабелів для сприяння руху більше не є прийнятним. Швидкість та позиція, з якою виробники хірургічних роботів виведуть свої дива на ринок, безумовно, залежатимуть від того, наскільки легко продукти будуть готові до масового споживання. Ось чому важливо зазначити, що ваші інженери-механіки щодня досліджують, вдосконалюють та створюють ці кабельні збірки.
Наприклад, часто виявляється, що проекти хірургічної робототехніки можуть починатися з міцності, пластичності та здатності нержавіючої сталі до підрахунку циклів, але все ще використовувати вольфрам на пізнішому етапі розвитку робототехніки.
Виробники хірургічних роботів зазвичай використовували нержавіючу сталь на ранніх етапах розробки роботів, але пізніше обрали вольфрам через його чудову продуктивність. Хоча це може здатися раптовою зміною підходу до керування рухом, це лише маска для такої зміни. Зміна матеріалу є результатом обов'язкової співпраці між виробником робота та інженерами-механіками, найнятими для виробництва кабелів.
Троси з нержавіючої сталі продовжують утверджуватися як основний матеріал на ринку хірургічних інструментів, особливо в галузі ендоскопічного обладнання. Однак, хоча нержавіюча сталь здатна підтримувати рух під час ендоскопічних/лапароскопічних процедур, вона не має такої ж міцності на розтяг, як її більш крихкий, але щільніший і, отже, міцніший аналог (званий вольфрамом), що призводить до міцності на розтяг.
Хоча вольфрам ідеально підходить для заміни нержавіючої сталі як матеріалу для кабелів хірургічних роботів, неможливо оцінити важливість гарної співпраці між виробниками кабелів. Співпраця з досвідченим інженером-механіком з надтонких кабелів не лише гарантує, що ваші кабелі виробляються консультантами та виробниками світового класу. Вибір правильного виробника кабелів – це також надійний спосіб переконатися, що ви надаєте пріоритет науці та темпам удосконалення плану складання, що допоможе вам досягти ваших цілей у сфері керування рухом швидше, ніж конкуренти, які намагаються досягти того ж.
Підпишіться на медичний дизайн та аутсорсинг. Підпишіться на медичний дизайн та аутсорсинг.Підпишіться на медичний дизайн та аутсорсинг.Підпишіться на журнал «Medical Design and Outsourcing». Додайте до закладок, діліться та взаємодійте з провідним журналом про дизайн медичних виробів сьогодні.
DeviceTalks – це розмова для лідерів медичних технологій. Це події, подкасти, вебінари та індивідуальний обмін ідеями й думками. Це події, подкасти, вебінари та індивідуальний обмін ідеями й думками.Це події, подкасти, вебінари та індивідуальний обмін ідеями та думками.Це події, подкасти, вебінари та індивідуальний обмін ідеями та думками.
Журнал про медичне обладнання. MassDevice – провідний новинний журнал галузі медичного обладнання, що висвітлює теми, що рятують життя.
Авторське право © 2022 VTVH Media LLC. Усі права захищено. Матеріали цього сайту не можуть бути відтворені, розповсюджені, передані, кешовані або використані іншим чином без попереднього письмового дозволу WTWH Media LLC. Карта сайту | Політика конфіденційності | RSS