“折纸工具” 实现无针手术

杨百翰大学研究团队已经开发出一种创新方法,不需要用针连接等零件——而是采用可动折纸的的固有偏转原理。

美国犹他州普罗沃市杨伯翰大学(BYU)已经将一些受折纸启发的技术授权予直观手术,达文西手术机器人的制造者使得外科医生在进行前列腺切除之类的手术时只需要区区几个小切口即可完成。


杨百翰大学机械工程教授Larry Howell和Spencer Magleby领导的小组致力于折纸外科技术的研究。


“折纸工具” 实现无针手术


Howell教授说,这个目标是为了切口小一点、再小一点,以及:


“为此,我们创造了一个可以插入小切口的装置,然后在体内被充分利用以进行特定的外科手术操作。”


手术器械行业已经达到了它的极限尺寸——传统设计已经决定它的尺寸不能再小了。


杨百翰大学研究团队已经开发出一种创新方法,不需要用针连接等零件——而是采用可动折纸的的固有偏转原理。


他们正在进行的一个例子是机械钳,小到可以通过一个3毫米的孔——大约是一个电脑或手机充电电线的厚度。


一旦进入体内,仪器就“需要变大”


杨百翰大学研究团队还致力于一个叫做“D-核心”的设想。也就是,一开始仪器呈扁平状以便于能够通过一个小切口插入,然后扩展为两个相互滚动的圆形表面——就像是脊柱相邻椎间盘的运动。


研究人员在发表于《机械装置和机械理论》上的一篇文章中报告了他们关于D-核心的设想及其可能的工作原理。该文章包括对一个显示单片制造、平面存储和调度状态物理模型的描述。


Magleby教授说他们正在将用于开发美国航空航天局太空设备的相同原理用于医疗设备。他指出两者的需求具有相似之处:


“设计宇宙飞船的人希望他们的产品小而紧凑,因为在宇宙飞船上空间是极其宝贵的,但一旦你进入太空,他们就会希望同样的这些产品越大越好,比如太阳能电池方阵或天线。”


他说,他们用于外科手术器械的设想也是一样的:“我们想让一些东西变得非常小以便于穿过切口,但一旦它进入体内,我们希望它越大越好。”


Magleby教授说他们正在开发的方法——灵感来自折纸——真正帮助他们看到如何让东西变得小之又小,简单之更简单。他总结道:


“这些小器械将开辟一个全新的手术范围——希望有一天能像小小神经元一样自如地操纵手术。”



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