수술 보조 로봇을 위한 정밀하고 간극이 없는 플레인 및 리니어 베어링

프로필

• 필요한 것: 드라이린 N 가이드 레일 및 캐리지, 이글리듀어 플라스틱 베어링
• 요구 사항: 고정밀, 이격이 전혀 없는 베어링으로 높은 임상 사양에 따라 세척이 용이해야 합니다. 또한 베어링에 윤활제를 사용할 수 없었습니다.
• 산업: 의료 기술
• 고객의 성공: 플라스틱 베어링을 사용하여 보편적으로 적용 가능하고 재사용이 가능하며 특정 환자에 맞게 조정할 수 있는 뼈 고정 수술 기구 가이드를 처음으로 개발, 제작 및 평가했습니다.

최소 침습 인공와우 수술은 감각신경성 난청과 고도 난청을 치료하기 위한 새롭고 부드러운 수술 기법입니다. 이 기술을 사용하려면 두개골 표면에서 달팽이관의 기저 회전까지 두개골 아래 최대 35mm까지 내이에 접근할 수 있는 구멍을 만들어야 합니다. 35mm 깊이에서 목표 지점과의 편차가 0.5mm를 넘지 않아야 하므로 수술 중 매우 정확한 투과 기구 안내가 가능한 보조 시스템이 필요합니다. 따라서 세 개의 기본 관절로 환자의 두개골에 직접 단단히 고정할 수 있는 소형 수동 평행 운동학 로봇이 개발되었습니다. 이 기능에서 병렬 로봇은 최소 침습적 접근을 위한 선형 가이드를 제공하며, 수술 기구를 장착하고 길이 조절이 가능한 6개의 추력 액추에이터를 사용하여 각 환자에 맞게 맞춤화할 수 있습니다.
리니어 가이드를 구현할 때는 기술적 요구 사항 외에도 임상 사용과 관련된 경계 조건도 고려해야 합니다. 수술의 높은 정밀도 요구 사항으로 인해 로봇의 모든 베어링과 관절은 가능한 한 단단해야 하며 간극이 전혀 없어야 합니다. 수술용 드릴링 도구를 고정하기 위한 리니어 가이드에도 동일하게 적용됩니다. 임상 적용에는 모든 구성품의 세척, 소독 및 증기 멸균(134°C, 3bar, 5분)도 포함됩니다.
또한 가이드의 기존 윤활은 불가능합니다. 길이 조절이 가능한 두 개의 스러스트 액추에이터를 서로 연결하는 데 사용되는 회전 조인트에도 비슷한 요건이 적용됩니다. 축 방향 및 반경 방향 간극이 완전히 제거되어야 하고 구름 요소가 있는 베어링을 사용해서는 안 됩니다.

설명한 요구 사항으로 인해 뼈 고정 병렬 로봇을 구현하기 위해 다양한 플라스틱 베어링이 사용되었습니다. 예를 들어 수술 기구 가이드는 두 개의 캐리지가 있는 드라이린 N 글라이드 바로 구성됩니다. 후자는 스테인리스 스틸 구성 요소(인터로킹)를 통해 서로 단단히 연결되어 간격을 최소화하며, 이는 가이드 시스템의 설계 원리상 완전히 피할 수 없는 부분입니다. 이 공구 가이드는 명시된 요건(특히 롤링 요소 없음, 윤활유 필요 없음)을 완전히 충족하며 레일의 개방형 설계로 인해 쉽게 분해, 세척 및 재조립할 수 있습니다. 또한 캐리지의 상호 호환성은 수술 중 공구 교체를 위한 다양한 옵션을 제공합니다. 병렬 로봇의 두 푸시 액추에이터는 로터리 조인트를 통해 연결되었습니다. 이 회전 조인트의 축은 어댑터 나사로 형성되며, 방사형 클리어런스는 증기 멸균이 가능한 두 개의 이글리듀어 X 슬라이드 베어링에 의해 흡수됩니다. 사용자는 어댑터 나사를 조여 조인트를 축 방향으로 사전 하중을 가할 수도 있습니다. 플라스틱 베어링을 사용하여 뼈에 고정된 수술 기구 가이드를 처음으로 개발, 제작 및 평가할 수 있었으며, 이는 보편적으로 적용 가능하고 재사용이 가능하며 특정 환자에게 맞게 조정할 수 있습니다. 정확도 요구 사항의 충족은 실험적으로 성공적으로 입증되었습니다.