Tulosten julkistaminen

Olemme vallankumouksellisesti ottaneet käyttöön uudentyyppisen kaksisuuntaisen saranaputken, joka perustuu "kiinnittyvään palapeli" -rakenteeseen. Se on saavuttanut täydellisen yhtenäisyyden tarkasta yksitasoisesta taipumisesta ja korkeasta taivutuskestävyydestä. Tämä muotoilu rajoittaa ainutlaatuisen laser-leikkauskuvion avulla taivutusliikkeen yhteen tasoon (ylös/alas-suunta) säilyttäen samalla aksiaalisen työntövoiman ja 1:1 vääntömomentin siirtokyvyn. Biomekaanisen testauksen avulla uuden saranaputken taipumakulman tarkkuus saavuttaa ±0,3 astetta, aksiaalinen puristusjäykkyys kasvaa 40 % ja vääntöjäykkyys 35 %. Tämä tarjoaa ennennäkemättömän tason ohjaustarkkuuden monimutkaisille intrakavitaarisille leikkauksille.

Tutkimuksen ja kehityksen taustahaasteet

Perinteisessä saranaputkisuunnittelussa on kolme suurta rakenteellista puutetta: Ensinnäkin ongelmana on usean asteen--vapausliitos. Useimmat saranaputket osoittavat tarpeettomia sivuttaisliikkeitä ja kiertoja taivutuksen aikana, mikä tekee ohjauksesta arvaamattoman. Toiseksi aksiaalisen jäykkyyden ja taivutusjoustavuuden välillä on ristiriita. Joustavuuden lisääminen uhraa välttämättä työntövoiman ja vääntömomentin siirtokapasiteetin. Kolmanneksi väsymyshäiriö ilmenee stressin keskittymisen vuoksi. Perinteinen leikkauskuvio muodostaa liitoksiin jännityskeskittymispisteitä, joista tulee väsymishalkeamien alku. Tekninen analyysi osoittaa, että perinteinen spiraali{9}}leikattu saranaputki aiheuttaa jopa 15 asteen sivusuuntaisen heilahdan taivutettaessa, ja se voi poiketa tavoitteesta 3-5 millimetriä ajettaessa hienolla anatomisella alueella. Elementtisimulaatio osoittaa, että perinteisen mallin jännityskeskittymäkerroin on 3,2-4,5, kun taas uusi lukitusrakenne voidaan pienentää arvoon 1,8-2,2.

Ydinteknologian innovaatio

1. Bionic lukittava palapelirakenne:Ihmisen selkärangan nivelten inspiroimana suunniteltiin kaksisuuntainen{0}}lukittuva palapeli-, kuten leikkauskuvio. Jokainen liitosyksikkö koostuu vuorotellen kuperista ja koverista rakenteista, ja kupera osa on upotettu koveraan osaan mekaanisen lukituksen muodostamiseksi. Tämä muotoilu rajoittaa liikkeen yhteen tasoon ja hajottaa jännityksen pintakosketuksen kautta, mikä vähentää jännityksen keskittymiskerrointa 55 %. Saumaväli on tarkasti hallittu 15 ± 1 mikrometriin, mikä varmistaa tasaisen ja esteettömän liikkeen.
2. Muuttuvan jäykkyyden gradienttisuunnittelu:Jäykkyysgradientti suunnitellaan pitkin putken pituutta. Proksimaalinen segmentti käyttää korkean-jäykkyyden mallia (pieni liitostiheys ja suuri seinämän paksuus), mikä tarjoaa työntövoiman ja vääntömomentin siirron. keskisegmentti käyttää keski-jäykkyyttä tasapainottaen ohjausta ja tukea; distaalinen segmentti käyttää korkean-joustavuuden mallia (suuri liitostiheys ja pieni seinämän paksuus), jolloin saavutetaan suuri-kulmapoikkeama. Parametrisen mallinnuksen avulla jäykkyysjakauman optimoimiseksi laite säilyttää optimaalisen muodon kulkiessaan kaarevan anatomisen reitin läpi.
3. Integroidut lankaohjauskanavat:Putken seinämän sisään on suunniteltu erillinen lankaohjauskanava, joka on muodostettu laserleikkauksella puolisuljetuksi{0}}johdekiskoksi. Kanavan sisäpinta on erityisesti kiillotettu (Ra pienempi tai yhtä suuri kuin 0,05 mikrometriä), mikä vähentää langan kitkaa. Kanavan poikkileikkaus on optimoitu elliptiseksi-muodostaen viivakosketuksen pyöreän langan pistekosketuksen sijaan, mikä vähentää kitkakerrointa 0,15:stä 0,08:aan. Ohjauskanava varmistaa, että vaijeri liikkuu aina esiasetettua reittiä pitkin, mikä eliminoi sivusuuntaiset poikkeamat.

Toimintamekanismi

Innovatiivisen rakennesuunnittelun ydin on "irrotuksessa ja optimoinnissa". Kinemaattisen irrotuksen kannalta lukittuva pulmarakenne eliminoi sivuttaiset vapausasteet geometristen rajoitusten avulla, mikä mahdollistaa puhtaan tasoliikkeen; kun lankaa kiristetään, kuperat ja koverat rakenteet lukkiutuvat toisiinsa muodostaen jäykän liitoksen, joka välittää työntövoimaa ja vääntömomenttia. Mitä tulee mekaaniseen optimointiin, muuttuvan jäykkyyden ansiosta instrumentti voi mukautua eri anatomisten segmenttien vaatimuksiin: suorassa segmentissä (kuten virtsanjohtimen keskisegmentissä) vaaditaan suurta jäykkyyttä muodon vakauden säilyttämiseksi; kaareutuvassa segmentissä (kuten munuaislantion -virtsanjohtimen liitoskohdassa) tarvitaan sopivaa joustavuutta anatomian mukauttamiseksi; kohdealueella (kuten munuaisen verhiössä) tarvitaan suurta joustavuutta suuren -kulmapoikkeaman saavuttamiseksi. Nestedynamiikan kannalta optimoitu leikkauskuvio vähentää virtausvastusta, mikä lisää virtausnopeutta 25 % perfuusioolosuhteissa ja parantaa visuaalista selkeyttä.

Tehokkuuden varmistus

Simulaatioanatomisissa malleissa uudentyyppinen saranaputki toimi poikkeuksellisen hyvin: simulaatiovirtsanjohdinmallissa kaarevan osan läpi kulkevan instrumentin onnistumisprosentti nousi 82 ​​%:sta 98 ​​%:iin; simulaatiosydänmallissa katetrin tavoitepisteen saavuttamiseen kuluvaa aikaa lyhennettiin 35 %; poikkeaman tarkkuustesti osoitti, että poikkeama käsketyn kulman ja todellisen kulman välillä oli vain 0.2 - 0.5 astetta ja toistettavuustarkkuus oli 0,1 astetta. Väsymystestissä ±90 asteen taivutuksen ja 3 Hz:n olosuhteissa uuden mallin käyttöikä oli 750 000 sykliä, mikä oli 2,5 kertaa perinteiseen malliin verrattuna. Kliininen monikeskustutkimus osoitti, että perkutaanisessa nefrolitotomiassa munuaisverhien sisäänpääsynopeus nousi 76 %:sta 92 %:iin; eturauhasen laserenukleaatiossa kudoksen resektioteho kasvoi 30 %; eteisvärinän ablaatiokirurgiassa katetrin kudoksen adheesion stabiilius parani 40 %. Lääkäreiden käyttökokemustutkimus osoitti, että 93 % kirurgeista uskoi uuden suunnittelun parantavan ohjauksen tarkkuutta ja ennustettavuutta.

Tutkimus- ja kehitysstrategia ja filosofia

Kannatamme innovatiivista käsitettä "rakenne palvelee toimintaa, muotoilu on peräisin kliinisestä käytännöstä" ja olemme perustaneet CDIO- (Clinical Demand - Design - Implementation - Operation) suljetun-silmukan T&K-järjestelmän. Kliinisen kysynnän vaiheessa poimittiin kirurgisen videoanalyysin ja lääkärihaastattelujen avulla 128 keskeistä kysyntäpistettä; suunnitteluvaiheessa otettiin käyttöön topologian optimointi ja generatiivinen suunnittelu optimaalisen rakenteen löytämiseksi toiminnallisten rajoitusten alaisena; toteutusvaiheessa suoritettiin nopeita prototyyppien iteraatioita additiivisen valmistuksen avulla, jolloin jokainen suunnittelusykli lyhennettiin 2 viikkoon; leikkausvaiheessa perustettiin kliininen palautetietokanta suunnittelun jatkuvaa optimointia varten. Olemme solmineet kumppanuussuhteita 23 parhaan lääketieteellisen keskuksen kanssa ympäri maailmaa ja keräämme vuosittain yli 500 leikkausdataa tuotteiden iteraatioiden edistämiseksi. Samaan aikaan olemme kehittäneet äärellisiin elementteihin perustuvan virtuaalisen testausalustan, joka voi ennustaa tuotteen suorituskyvyn ennen tuotantoa ja vähentää fyysistä testausta 70 %.

Tulevaisuuden näkymät

Rakennesuunnittelu kehittyy kohti älykkyyttä, mukautumiskykyä ja personointia. Kehitämme "muuttuvan jäykkyyden" saranaputkia, joilla voidaan saavuttaa reaaliaikaisen-jäykkyyden säätö toiminnan aikana sähköaktiivisten materiaalien tai muotomuistiseosten avulla. kehittää "moni-tasoisia" saranaputkia, jotka voivat itsenäisesti taipua kahdessa kohtisuorassa tasossa langanvetoyhdistelmien avulla; tutkimalla "biologisia peristalttisia" rakenteita suoliston peristalttisten aaltojen simuloimiseksi itse-voiman saamiseksi. Vuonna 2028 tuomme markkinoille älykkäät saranaputket, joissa on "taktiilinen palaute", joka tunnistaa kudoskosketusvoiman kuituoptisten hila-anturien kautta ja syöttää tiedon takaisin käyttökahvaan. 4D-tulostukseen perustuvat "kasvu{8}}tyyppiset" rakenteet tulevat mahdollisiksi. Instrumentit voivat mukautuvasti muuttaa muotojaan kehossa anatomisen ympäristön mukaan saavuttaen todellisen "älykkään mukautumisen", mikä tuo vallankumouksellisia muutoksia luonnollisten onteloiden leikkauksiin.