A’ dàibheadh ​​a-steach do chorp an duine: Ciamar a thig am motair ceumnachaidh beag gu bhith na chridhe ann an innealan-fuadain meidigeach le glè bheag de ionnsaigh?

Ann am filmichean ficsean saidheans, chì sinn gu tric seallaidhean far a bheil meanbh-robotaichean a’ dol a-steach do shoithichean fala daonna gus lotan a chàradh gu mionaideach. An-diugh, tha an aisling seo a’ tighinn gu buil gu luath. Is e am meanbh- “cridhe” a bhios a’ stiùireadh nan robotaichean meidigeach as lugha ionnsaigheach seo gus obrachaidhean fìnealta a dhèanamh dìreach am meanbh-…motair ceumachaidh, a tha beag bìodach ach cumhachdach ann an lùth.

Leis an àireamh-shluaigh a tha a’ fàs nas sine agus an t-iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson lannsaireachd le ionnsaigh as lugha, tha margaidh nan innealan-fuadain meidigeach a’ leudachadh aig ìre bhliadhnail chuibheasach de chòrr air 20%. Fon ghluasad seo, meanbh-motaran ceumnachaidh, leis na buannachdan a th’ aca a thaobh suidheachadh mionaideach, smachd làidir, agus meud teann, tha iad a’ fàs mar phrìomh thùs cumhachd airson diofar innealan-fuadain meidigeach as lugha ionnsaigheach. Nì an t-artaigil seo sgrùdadh air cleachdadh rèabhlaideach motaran ceum beag ann an raon lannsaireachd meidigeach as lugha ionnsaigheach agus mar a tha e a’ toirt leigheas mionaideach gu àirdean ùra.

一,Motair meanbh-cheumadair: an “cridhe” air leth freagarrach airson innealan-fuadain meidigeach

Micròmotair ceumnachaidh'S e gnìomhaiche a th' ann a thionndaidheas comharran cuisle dealain gu gluasad ceàrnach. Eu-coltach ri motaran DC traidiseanta, faodaidh e suidheachadh mionaideach a choileanadh fo smachd lùb fosgailte. Le gach cuisle cuir a-steach, bidh am motair a’ cuairteachadh ceàrn stèidhichte (ris an canar ceàrn ceum). Tha an feart seo a’ toirt buannachdan sònraichte dha ann an tagraidhean meidigeach le glè bheag de ionnsaigh:

1. Mionaideach agus fo smachd

Micro àbhaisteachmotair ceumnachaidhfaodaidh ceàrn ceum de 1.8° no eadhon nas lugha a choileanadh. Còmhla ri teicneòlas dràibhidh meanbh-cheum, faodaidh a chruinneas suidheachaidh ruighinn ìre micrometer. Airson ionnstramaidean lannsaireachd a dh’ fheumas làimhseachadh mionaideach, tha cruinneas mar sin deatamach. Mar eisimpleir, ann an lannsaireachd offthalmach, feumaidh inneal-stealladh le motair gluasad air adhart le cruinneas ìre micrometer gus nach dèanar cron air an reitine.

2. Dealbhadh mion-atharrachaidh

An-dràsta, tha motaran meanbh-cheumnach le trast-thomhas cho beag ri 1.9 milliméadar agus le cuideam nas lugha na 1 gram rim faighinn air a’ mhargaidh. Leis a’ mheud bheag seo, faodar an toirt a-steach gu furasta ann an àiteachan cumhang leithid endoscopan, catheters, forceps lannsaichte, msaa., a’ comasachadh obrachaidhean “domhainn taobh a-staigh bodhaig an duine”.

3. Dùmhlachd torque àrd

A dh’aindeoin cho beag ’s a tha iad, leigidh stuthan magnetach adhartach agus dealbhaidhean electromagnetic le motaran ceumnachaidh meanbh-bheag torque gu leòr a thoirt a-mach gus ionnstramaidean lannsaireachd a dhràibheadh. Mar eisimpleir, faodaidh motair le trast-thomhas de 4 millimeatairean torque gleidhidh de chòrr air 0.5 mN·m a chruthachadh, a tha gu leòr airson innealan gearraidh no greimeachaidh beaga bìodach a dhràibheadh.

4. Bith-cho-fhreagarrachd agus earbsachd

Micro ìre-leighismotaran ceumnachaidhmar as trice bidh còmhdach stàilinn gun smal agus còtaichean sònraichte orra, a’ dèanamh cinnteach à deagh cho-fhreagarrachd bith-eòlasach agus strì an aghaidh creimeadh ann an àrainneachd bodhaig an duine. A bharrachd air an sin, bidh an structar gun bhruis aca a’ lughdachadh suathadh agus gineadh teas, a’ dèanamh cinnteach à obrachadh seasmhach fad-ùine taobh a-staigh a’ chuirp.

、Trì prìomh thagraidhean: bho dhearbhadh gu làimhseachadh

1. Robot eadar-theachd soithichean fala: an “stiùiriche” airson seòladh mionaideach

Ann an làimhseachadh ghalaran cardiovascular agus cerebrovascular, 's e lannsaireachd eadar-theachdail dòigh-obrach chumanta. Ann an lannsaireachd thraidiseanta, feumaidh dotairean uèirichean-iùil agus catheters a phutadh le làimh fo stiùireadh X-ghath, rud a tha dùbhlanach agus a tha a' cur cunnartan rèididheachd an sàs.

Tha robotaichean eadar-theachd soithichean fala air an stiùireadh le motaran ceum beag ag atharrachadh an t-suidheachaidh seo. Aig ceann distal an t-siostaim robotach, tha iomadh meanbh-motaran ceumnachaidhag obair còmhla gus smachd a chumail gu mionaideach air adhartas, rothladh, agus ceàrn lùbadh an uèir-iùil. Còmhla ri seòladh lèirsinneach AI, faodaidh na motaran an t-slighe air adhart atharrachadh gu fèin-ghluasadach stèidhichte air dàta angiografaidh, a’ dol tarsainn air soithichean fala lùbach le mionaideachd de 0.1 milliméadar gus an làrach leòn a ruighinn. Chan e a-mhàin gu bheil seo a’ lughdachadh duilgheadas lannsaireachd ach cuideachd a’ lughdachadh nochdadh rèididheachd dha euslaintich agus dotairean.

2. Robot lannsaireachd endoscopic: “gàirdean robotach” sùbailte

Tha lannsaireachd endoscopic transluminal le toll nàdarrach (NOTES) na stiùireadh ùr-nodha ann an lannsaireachd le glè bheag de ionnsaigh. Bidh dotairean a’ cur endoscopan a-steach tro thuill nàdarra leithid am beul agus an anus gus lannsaireachd a dhèanamh leithid toirt air falbh a’ ghall-bhlàthaich agus appendectomy.

Tha iuchair an t-seòrsa lannsaireachd seo na laighe ann an aghaidh an endoscop, a dh'fheumas comasan lùbadh ioma-ìre-de-shaorsa agus làimhseachadh mionaideach a bhith aige.Motairean meanbh-cheumadaira’ cluich pàirt chudromach an seo: bidh iomadh meanbh-motair a’ cumail smachd air lùbadh suas-sìos, clì-deas na lionsa, a bharrachd air fosgladh is dùnadh, agus cuairteachadh forceps lannsaichte. Air sgàth feart ceumachaidh nam motaran, faodaidh dotairean smachd a chumail gu mionaideach air meud gach gnìomh, a’ comasachadh dealachadh clò agus fuaigheal mionaideach. An-dràsta, faodar motaran le trast-thomhas de dìreach 3-5 milliméadar a thoirt a-steach do luchd-buaidh deiridh, a’ leigeil le endoscopan obrachaidhean iom-fhillte a dhèanamh ann an àiteachan cumhang.

3. Siostam lìbhrigidh dhrogaichean cuimsichte: am “bhalbha” airson leigeil ma sgaoil gu mionaideach

Ann an raon làimhseachadh tumhair, tha lìbhrigeadh dhrogaichean cuimsichte deatamach airson fo-bhuaidhean a lughdachadh. Tha luchd-rannsachaidh a’ leasachadh innealan lìbhrigidh dhrogaichean a ghabhas implantachadh air an stiùireadh le motaran meanbh-cheum. Tha na h-innealan sin a’ toirt a-steach stòras dhrogaichean agus meanbh-phump, a bhios a’ cumail smachd air fosgladh is dùnadh meanbh-bhalbhaichean tron ​​​​motair gus leigeil ma sgaoil dhrogaichean ann an tìm agus ann an cainneachd a choileanadh. 

Mar eisimpleir, airson euslaintich aillse a dh’ fheumas ceimiteiripe fad-ùine, faodaidh siostam lìbhrigidh dhrogaichean le motair implantaichte drogaichean a leigeil ma sgaoil gu fèin-ghluasadach a rèir phrògraman ro-shuidhichte no comharran fiseòlasach fìor-ùine (leithid atharrachaidhean ann an glùcois fala agus pH), agus mar sin a’ seachnadh pian stealladh tric. Tha feartan ceumachaidh a’ mhotair mhicro-cheumadair a’ dèanamh cinnteach à ìre àrd de cunbhalachd anns gach dòs a thèid a leigeil ma sgaoil, le mearachd a ghabhas smachdachadh taobh a-staigh 5%.

、Dùbhlain theicnigeach agus adhartasan ùra

A dh’aindeoin comas mòr micromotaran ceumnachaidhAnn an raon leigheas as lugha ionnsaigheach, feumar fhathast sreath de dhùbhlain theicnigeach a shàrachadh gus tagradh clionaigeach air sgèile mhòr a choileanadh:

1. Cothromachadh eadar mion-sgrùdadh agus dùmhlachd cumhachd

Mar a bhios meud motaran a’ crìonadh, bidh cùisean sgaoileadh teas a’ fàs follaiseach. An-dràsta, tha luchd-rannsachaidh a’ sgrùdadh stuthan magnetach ùra (leithid neodymium iarann ​​boron) agus dealbhadh lùbach èifeachdach gus èifeachdas toraidh a leasachadh taobh a-staigh meud cuibhrichte, agus aig an aon àm a’ coileanadh sgaoileadh teas luath tro bhith ag adhartachadh stuthan agus structaran taigheadais. 

2. Dealbhadh steirile agus ròinichte

Feumaidh motaran a thèid a-steach do chorp an duine seulachadh iomlan a bhith aca gus casg a chuir air lionntan bodhaig bho bhith a’ dol a-steach agus ag adhbhrachadh chuairtean goirid no galairean. Tha adhartasan ann an tàthadh leusair agus teicneòlas molltair stealladh mionaideach air leigeil le cèisean motair le trast-thomhas de dìreach beagan mhìlemeatairean dìon IP68 a choileanadh, a’ seasamh an aghaidh teòthachd àrd agus sterilachadh àrd-bhruthadh.

3. Co-chòrdalachd ath-shonnrachaidh magnetach

Feumar cuid de lannsaireachd a dhèanamh fo stiùireadh MRI, agus feumaidh motaran nach eil a’ gabhail a-steach stuthan ferromagnetic agus nach gineadh bacadh electromagnetic. Motaran ultrasonach agus motaran neo-mhagnaiteach a chaidh a dhealbhadh gu sònraichte.motaran ceumnachaidha’ tighinn am bàrr mar fhuasglaidhean, oir faodaidh iad fhathast obrachadh gu h-àbhaisteach ann an raointean magnetach làidir. 

、Sealladh san Àm ri Teachd: Micro-ghluasad Glic agus Lannsaireachd Iomallach

A’ coimhead air adhart ri 2030, le leasachadh inntleachd fuadain agus teicneòlas 5G, bidh motaran meanbh-cheum a’ gluasad innealan-fuadain meidigeach le glè bheag de ionnsaigh gu ìre nas àirde:

Beachd tuigseach agus smachd atharrachail: Faodaidh am motair thuigseach a tha air a thoirt a-steach le meanbh-mhothachaidhean cruas clò agus atharrachaidhean ann an sruth fala fhaicinn, an fheachd obrachaidh atharrachadh gu fèin-ghluasadach, agus casg a chuir air milleadh a dhèanamh air clò àbhaisteach.

A’ fàs mòr-chòrdte ann an lannsaireachd iomallach: Micro àrd-chruinneasmotaran ceumnachaidh, còmhla ri lìonraidhean conaltraidh le dàil ìosal, leigidh sin le eòlaichean obair-lannsa as lugha ionnsaigheach a dhèanamh airson euslaintich ann an sgìrean iomallach, eadhon thar mìltean de mhìltean.

Obrachadh co-obrachail buidhne: San àm ri teachd, is dòcha gum bi cruinneachadh de “robotaichean capsal” ann air an stiùireadh le dusanan de mhotairean ceum beag, a thèid a-steach don bhodhaig ann an dòigh cho-òrdanaichte gus gnìomhan leithid sgrùdadh, samplachadh agus lìbhrigeadh dhrogaichean a dhèanamh.

、Co-dhùnadh

Bho phàirtean gnìomhachais a chaidh a chleachdadh an toiseach ann an clò-bhualadairean agus uidheam fèin-ghluasaid chun a’ “chridhe” a tha a-nis a’ dol a-steach do chorp an duine gus beatha a shàbhaladh, tha motaran meanbh-cheumnach a’ sgrìobhadh caibideil ùr ann an raon leigheas as lugha ionnsaigheach. Le gluasad mionaideach aig ìre micromeatair, bidh iad a’ toirt cumhachd do dhotairean le comasan obrachaidh nas fhaide na làmhan daonna, a’ dèanamh lannsaireachd nas sàbhailte, nas lugha de thràma, agus nas luaithe airson faighinn seachad air. Le adhartasan teicneòlais leantainneach, tha adhbhar againn a bhith a’ creidsinn gum bi motaran meanbh-cheumnach nan cumhachd dràibhidh riatanach airson leigheas mionaideach san àm ri teachd.