新型可转向医疗设备:微侵入手术的机械关节设计

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"Steerable medical devices是指一类具有可操控转向机制的医疗工具,尤其适用于微创手术。这种设备的转向机制由一个交叉配置的柔顺滚动接触元素构成,该元素形成器械的关节,并通过配置成平行四边形机构的柔性转向梁来旋转。这样的设计允许在保持高负载传输的同时,实现微型侵入性器械的精细转向。 在《SteerableMechanicalJointforHighLoadTransmissioninMinimallyInvasiveInstruments》这篇论文中,作者Tin Yan Nai、Just L. Herder和Gabrielle J.M. Tuijthof等人详细探讨了这一创新技术。他们隶属于荷兰代尔夫特理工大学生物力学工程系,以及阿姆斯特丹大学医学中心的骨科研究部门。这些研究人员致力于解决微创手术中直型手术器械操纵能力有限的问题。 在狭小解剖区域,如膝关节等,由于手术通道狭窄且可用入口有限,传统的直型手术器械往往难以达到病灶部位。因此,他们提出了一种新的侧向可转向的器械关节设计,该设计能够在小直径内实现。这种新型关节旨在提供更大的操作灵活性,同时保持足够的强度来传递高负载,这对于在复杂和受限的体内环境中进行精确手术至关重要。 论文中对这种新型侧向可转向关节进行了详细介绍和评估。其工作原理是利用柔性材料制成的转向梁,通过平行四边形机构的变形来驱动交叉配置的柔顺滚动接触元素旋转,从而改变器械的方向。这种方式可以确保在施加力时器械的稳定性和控制性,同时减少对周围组织的损害。 此外,这种设计考虑了微创手术的特殊需求,如小尺寸、高精度和低侵入性。通过这种方式,医生能够更有效地导航器械到达手术部位,提高手术的准确性和成功率,同时减少患者恢复期的不适和并发症的风险。 Steerable medical devices的核心在于其创新的转向机制,它结合了机械工程和生物力学的原理,旨在克服微创手术中的操作挑战。通过优化设计,这些设备有望在未来进一步提升医疗手术的安全性和效率。"