柔性三角槽臂：单孔腹腔手术的新型机械模型与多自由度操控

本文主要探讨了在单口入路腹部手术中应用的具有三角槽口的挠性臂的机械模型。这种新型的柔性机械臂是基于超弹性镍钛诺管（Nitinol）制造的，其关键特点是管身带有三角形的凹口设计。这种特殊的结构赋予了机械臂较大的旋转自由度，对于微创手术中的精细操作至关重要。 机械臂的设计采用了双边交错的三角形缺口，这种配置使得电缆可以嵌入镍钛诺管的两侧对称通道中进行平面驱动。这种设计巧妙地结合了两段管道的交叉布局，实现了两个独立的弯曲自由度（DOFs），从而增加了机械臂的操作灵活性。这种设计的另一个亮点是它具有一个大的开放腔室，能够容纳并传输多种功能的电线，如驱动电缆、电源线和信号线，确保了手术过程中所需的各种设备的有效连接。 作者借鉴了蒂莫申科梁理论，这是一种经典的工程力学方法，用来分析和预测杆件在载荷下的行为。基于此理论，构建了针对带有三角形缺口的柔性机械臂的力学模型。通过将理论模型与实际实验数据进行对比，研究发现两者之间有良好的一致性，这证明了所提出的机械模型的精确性和有效性。 这种挠性机械臂在单口入路腹部手术中的应用潜力得到了验证，因为它的设计不仅提供了所需的多自由度运动能力，还确保了手术过程中的稳定性和操作者的舒适度。在实际手术环境中，这种技术有望减少切口数量，降低创伤，缩短康复时间，提高患者的满意度。因此，这项研究对于推动微创手术技术的发展和提升手术安全性具有重要意义。