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新興公司NISI Limited目前正在開(kāi)發(fā)一種微型手術(shù)機(jī)器人，該機(jī)器人可以通過(guò)人體的自然開(kāi)口插入，并且只能在腹部?jī)?nèi)部展開(kāi)。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，工程師正在將組件推向極限并超越極限。

在醫(yī)療技術(shù)世界中，最近有許多驚人的新發(fā)展。外科手術(shù)機(jī)器人的世界可能很快就會(huì)改變：2018年夏天，總部位于的初創(chuàng)公司NISI宣布已成功對(duì)活豬進(jìn)行了一系列婦科手術(shù)。乍一看，這聽(tīng)起來(lái)可能沒(méi)什么特別的：但是，在手術(shù)中，外科醫(yī)生使用了一個(gè)已經(jīng)插入直腸的小型機(jī)器人。據(jù)該公司稱，這是世界上第一個(gè)。

NISI成立于2012年，與和劍橋的大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了一種機(jī)器人系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在腹部和骨盆區(qū)域進(jìn)行復(fù)雜的微創(chuàng)手術(shù)，而不會(huì)留下明顯的疤痕。NISI的Corinna Ockenfeld博士說(shuō)：“我們希望成為無(wú)創(chuàng)機(jī)器人技術(shù)的世界領(lǐng)先專家。” 2018年夏季成功進(jìn)行的手術(shù)為醫(yī)療技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)提供了巨大的動(dòng)力。計(jì)劃在2021年進(jìn)行首次人類手術(shù)。

微型機(jī)器人的好處

NISI手術(shù)系統(tǒng)背后的思想如下：手術(shù)機(jī)器人通過(guò)自然孔插入，通常是肛門或陰道。這樣，僅需在體內(nèi)進(jìn)行小切口即可將幾種外科手術(shù)工具引入腹部。當(dāng)前的系統(tǒng)需要幾個(gè)切口，每個(gè)器械一個(gè)。新技術(shù)有很多好處：手術(shù)中失血更少，傷口并發(fā)癥更少，患者的恢復(fù)時(shí)間更短，并且沒(méi)有可見(jiàn)的疤痕。

機(jī)器人本身具有兩個(gè)伸入體內(nèi)的小臂，并且可由外科醫(yī)生在控制面板上進(jìn)行控制。兩個(gè)機(jī)械臂由maxon的微型電機(jī)提供動(dòng)力，并具有高達(dá)10個(gè)的自由度。該系統(tǒng)還具有高分辨率2D和3D攝像機(jī)并提供觸覺(jué)反饋，因此外科醫(yī)生可以感覺(jué)到另一端正在發(fā)生的事情，并且可以以最高的精度工作。

要使外科手術(shù)機(jī)器人達(dá)到更高的水平，不僅需要杰出的技術(shù)人員和工程師，還需要：質(zhì)量組件是關(guān)鍵要素。因此，NISI正在測(cè)試各種概念和組件組合。Ockenfeld表示：“我們希望在醫(yī)療和機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域達(dá)到頂尖。” 對(duì)于電動(dòng)機(jī)，這需要非常小的尺寸和非常高的功率密度。“我們與maxon緊密合作，每周進(jìn)行一次信息交流。我們非常感謝過(guò)去幾年中獲得的支持。與maxon的合作非常高效，對(duì)雙方都非常有價(jià)值。”

手術(shù)機(jī)器人的原型目前使用EC系列的各種無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)，直徑從4到8毫米，并配有匹配的行星齒輪箱。雙方都將精密驅(qū)動(dòng)器推向極限，有時(shí)會(huì)超出標(biāo)稱規(guī)格運(yùn)行。但是，BLDC電機(jī)是為滿足特定需求而定制的。它們要求高功率密度，必須滿足極其嚴(yán)格的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，并且必須密封以防體液泄漏。將來(lái)，驅(qū)動(dòng)器還將需要具有生物兼容性。

下一步是使整個(gè)系統(tǒng)更小，使電機(jī)更具動(dòng)態(tài)，并擴(kuò)大機(jī)器人的工作范圍。Ockenfeld說(shuō)：“我們會(huì)處理每一個(gè)小細(xì)節(jié)，并采用創(chuàng)新的方法來(lái)解決問(wèn)題。” NISI一步一步地接近實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)手術(shù)而沒(méi)有疤痕的愿景。