Wibrujący wspomagacz dla chirurgów

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Naukowcy z Uniwersytetu w Hiroszimie opracowali wibrujące urządzenie - aktuator PZT - które w czasie operacji minimalnie inwazyjnych zwiększa wrażliwość chirurga na różne kształty i tekstury w ciele pacjenta.

Zaczęliśmy prace 6 lat temu, próbując zwiększyć wrażliwość opuszków palców. W 2012 r. wpadłem jednak na pomysł, że zwiększona wrażliwość może być przydatna w czasie minimalnie inwazyjnych operacji. Zwykłe narzędzie medyczne pozyskuje dane o stanie pacjenta. Istnieje za to bardzo mało urządzeń mających zwiększyć umiejętności chirurga - podkreśla dr Yuichi Kurita.

Aktuator PZT wibruje w dłoni chirurga ze stałą częstotliwością. Drgania są tak delikatne, że niewyczuwalne, ale zwiększają wrażliwość lekarza na inne nieregularne wrażenia (Japończycy wykorzystali zjawisko zwane rezonansem stochastycznym). Różnice związane z dotykaniem rozmaitych tkanek metalowym narzędziem mogą być normalnie zbyt małe, by dało się je wykryć, lecz stałe wibracje aktuatora - stabilny szum - "wynoszą" je do zauważalnego poziomu.

Podczas testów ochotnikom zawiązywano oczy i proszono o posługiwanie się kleszczami z wibratorem przymocowanym do uchwytu. Zadanie polegało na identyfikacji różnych tekstur papieru ściernego i znalezieniu małej kuli styropianowej w kubku wypełnionym silikonem. Jak można się domyślić, w ten sposób odtwarzano sytuację wykrywania faktury tkanki i znajdowania litego guza.

Uzyskane wyniki pokazały, że pewien zakres natężenia drgań znacząco zwiększa wrażliwość użytkownika. Co ważne, aktuatora nie trzeba dokładnie dostrajać do parametrów czyjegoś dotyku. Łatwo więc z niego korzystać (nie trzeba przechodzić specjalnego treningu).

Aktuator PZT jest bezpieczny dla pacjentów, bo cały czas znajduje się w dłoni chirurga. Poza tym wibracje są tak subtelne, że nie poruszają samym narzędziem. Zasilanie narzędzia także nie stwarza zagrożenia ani dla lekarza, ani dla operowanego.

Kurita podkreśla, że w ramach przyszłych badań zespół sprawdzi, czy aktuator sprawdza się w warunkach chirurgicznych. Zanim damy narzędzie chirurgom, musimy [też] opracować metodę utrzymywania higieny wibratora [...].

Nad aktuatorem pracowali matematycy i inżynierowie medyczni. Najpierw urządzenie testowano za pomocą modeli matematycznych (biorąc pod uwagę wyliczenia dla 4 typów neuronów i ich reakcji na różne poziomy stymulacji mechanicznej).

« powrót do artykułu