Жақында Nature журналында мақала жарияланды. Калифорния университетінің (Сан-Диего) зерттеу тобы Unitree Robotics компаниясы әзірлеген гуманоидты роботты тірі шошқаларға екі холецистэктомия жасау үшін пайдаланды. Бұл гуманоидты роботтың тірі организмдерге шынайы хирургиялық операциялар жасаған алғашқы жағдайы.
Илон Маск бұған дейін роботтардың бірнеше жыл ішінде білікті адам хирургтарынан асып түсетіні және шамамен бес жыл ішінде ең үздік хирургтардан асып түсетіні туралы батыл мәлімдеме жасаған болатын. Бұл соңғы зерттеудің жариялануы саланы дүр сілкіндірді.
Неліктен хирургиялық роботтар соншалықты жылдам дамып келеді? Олар кәдімгі роботтардан қалай ерекшеленеді? Өндірушілер өңдеу және өндіру кезіндегі өлшемдік қателіктерді қалай басқара алады? Бүгін біз терең талқылау үшін осы тақырыптарға терең үңілеміз.
Хирургиялық роботтар - хирургиялық операцияларды орындау үшін машиналық оқыту мен дәл механикалық жүйелерді біріктіретін жаңа медициналық құрал түрі. Дәрігерлер операцияларды орындау үшін басқару пультіндегі робот қолдар мен робот қолдарды дәл басқара алады. Бұл технология операциялардың дәлдігі мен тиімділігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар пациенттер мен медициналық қызметкерлер арасындағы тікелей байланыс қажеттілігін азайтады, медицина саласына қауіпсіз және озық емдеу әдістерін енгізеді.
Хирургиялық роботтардың түрлері қандай?
Хирургиялық роботтардың көптеген түрлері бар. Жалпы түрлеріне Да Винчи роботтары, ортопедиялық хирургиялық роботтар, лапароскопиялық хирургиялық роботтар, жүрек хирургиялық роботтары, урологиялық хирургиялық роботтар және бір портты хирургиялық роботтар жатады.
Олардың ішінде ортопедиялық хирургиялық роботтар және эндоскопиялық хирургиялық роботтар хирургиялық роботтардың екі кең таралған түрі болып табылады. Ортопедиялық хирургиялық роботтар негізінен ортопедиялық процедуралар үшін қолданылады. Олар буын және жұлын ауыстыру хирургиясында қолданылады. Лапароскопиялық хирургиялық роботтар сонымен қатар эндоскопиялық хирургиялық роботтар деп аталады. Олар негізінен минималды инвазивті хирургия үшін қолданылады.
Медициналық хирургиялық роботтардың маңызды бөліктері қандай және оларды өңдеу әдістері қандай?
Медициналық хирургиялық роботтардың негізгі компоненттері
Хирургиялық роботтар көптеген маңызды бөлшектерге сүйенеді. Оларға робот қолдары, хирургиялық манипуляторлар, хирургиялық құралдар, қашықтан басқару жүйелері, көру жүйесінің компоненттері және навигация жүйесінің компоненттері кіреді.
Робот қол хирургиялық құралдарды алып жүруге және басқаруға жауапты. Қашықтан басқару жүйелері дәрігерлерге роботтарды қашықтықтан басқаруға мүмкіндік береді. Көру жүйелері нақты уақыт режимінде хирургиялық кескіндерді анық көрсетеді. Навигация жүйелері дәл операцияны қамтамасыз етеді. Хирургиялық құралдар роботтарға күрделі хирургиялық қадамдарды орындауға және айқын тактильді кері байланысты қамтамасыз етуге көмектеседі. Осы бөліктердің барлығы бірге жұмыс істейді. Олар хирургиялық роботтарды клиникалық қолдану үшін дәл және сенімді етеді.
Хирургиялық робот бөлшектерін өңдеу әдістері
Компьютерлік сандық басқару өңдеуі (CNC)
Ол компьютермен басқарылатын станоктарды пайдаланады. Алдын ала бағдарламаланған бағдарламалық жасақтама кескіш құралдардың қозғалысын басқарады. CNC өңдеу жоғары дәлдіктегі және күрделі геометриядағы бөлшектерді шығара алады. Ол металл және пластик материалдар үшін де жұмыс істейді.
3D басып шығару (Қосымша өндіріс)
Ол материалдарды қабат-қабат қабаттап орналастыру арқылы бөлшектерді құрастырады. Ол сандық модельдерді тікелей дайын компоненттерге айналдырады. 3D басып шығару арқылы тапсырыс бойынша жасалған бөлшектерді тез жасай алады. Ол шағын сериялы өндіріске және күрделі геометриялық пішіндері бар бөлшектерге сәйкес келеді.
Лазерлік кесу & Лазерлік дәнекерлеу
Ол металл және металл емес материалдарды дәл кесу және дәнекерлеу үшін жоғары энергиялы лазер сәулелерін пайдаланады. Лазерлік кесу жоғары дәлдіктегі, таза кесілген жиектерді қамтамасыз етеді. Лазерлік дәнекерлеу жеке компоненттерді біріктіру үшін қолданылады.
Инъекциялық қалыптау
Балқытылған пластик қалыптарға құйылады және дайын бөлшектерді қалыптастыру үшін салқындатылады. Құю пластикалық бөлшектерді жаппай өндіруге жарамды. Бұл жоғары дәлдік пен бөлшектердің сапасының тұрақтылығын қамтамасыз етеді.
Электр разрядтарын өңдеу (EDM)
Ол металл материалдарды электр ұшқындары арқылы эрозияға ұшыратады. Бұл кәдімгі өңдеу арқылы өңдеу қиын қатты материалдарға қолданылады. EDM жоғары дәлдік пен күрделі профильдерге қол жеткізеді. Ол қалыптар мен күрделі компоненттер үшін кеңінен қолданылады.
Табақ металды дайындау
Ол қаңылтыр металл бөлшектерін жасау үшін кесу, иілу және қалыптау процестерін қамтиды. Қаңылтыр металл өңдеу әдетте қоршауларды, кронштейндерді және басқа да құрылымдық компоненттерді жасау үшін қолданылады.
Медициналық хирургиялық роботтың бөлшектері қалай? Жиналған?
Медициналық роботтардың компоненттері бірнеше негізгі қадамдардан өтуі керек. Біріншіден, топтар егжей-тегжейлі құрастыру жоспарын аяқтайды. Екіншіден, олар әрбір бөлшектің толық сапасын тексереді. Үшіншіден, жұмысшылар барлық механикалық құрылымдарды біріктіреді. Төртіншіден, олар барлық электрондық модульдерді орнатады. Бесіншіден, қызметкерлер машинаны толық жөндеу және өнімділік сынақтарын жүргізеді. Алтыншыдан, олар адам-машина жұмыс интерфейстерін орнатады. Соңында, бүкіл робот соңғы қабылдау тексерулерінен өтеді.
Бұл қадамдар роботтық қолдардың, буындардың, сенсорлардың және басқа да компоненттердің дәлдігін қамтамасыз етеді. Жинағаннан кейін робот соңғы қабылдау сынақтарынан өтуі керек. Роботқа хирургиялық модельдеу сынақтары да қажет. Бұл сынақтар өнімділік пен сенімділікті тексереді. Олар роботтың хирургиялық тапсырмаларды қауіпсіз және дәл орындай алатынына кепілдік береді.
Неліктен хирургиялық роботтарды жасау қиынырақ?
Хирургиялық роботтар клиникалық тексеруден өтіп, шағын сериялы өндіріске енген кезде, әрбір компонент мұқият бақылануы керек. Әрбір бөлшектің өңдеу сапасы өте маңызды болады.
Біріктіргіш корпустар, манипулятор қосқыштары және сенсорлық кронштейндер сияқты жеке бөлшектер өлшем сынақтарынан бөлек өтуі мүмкін. Дегенмен, бөлшектер толық роботқа жиналғаннан кейін мәселелер туындауы мүмкін. Мысал ретінде тұрақсыз күш кері байланысы және хирургиялық құралдардың шайқалуын айтуға болады. Тығыздағыш беттер де тығыз бекітілмейді.
Гуманоидты роботтар мен хирургиялық роботтар нарығы тез өсуде. Жоғары дәлдіктегі бөлшектерді өңдеу зерттеу топтары үшін қиын мәселеге айналуда.
Кәдімгі өнеркәсіптік роботтар тек құрылымдық беріктікке және қайталанатын позициялау дәлдігіне баса назар аударады. Медициналық роботтар үш қосымша қатаң ереже қосады. Оларға тұрақты ұзақ мерзімді өнімділік, таза беттер және толық өндірісті бақылау қажет. Минималды инвазивті құралды қосу орындығының тесік позициясының ауытқуы тек 0.01 мм болуы мүмкін, бірақ ол құралдың соңына жеткенде, қысу қалпының және күш кері байланыс қисығының өзгеруіне әкеледі.
Материалдар да сезімтал. Al7075 жоғары беріктіктегі жеңіл құрылымдық компоненттерді жасауға жарамды, бірақ жұқа қабырғалы қабық дөрекі өңдеуден кейін кернеуді босатады. PEEK көбінесе оқшаулағыш төсемдерде, жылу оқшаулағыш блоктарда және тозуға төзімді шекті бөлшектерде қолданылады. Кесу қызуы жоғары температураға жеткенде, қытырлақтар мен өлшемді кері серпіліс пайда болуы мүмкін. Тот баспайтын болаттан жасалған кішкентай біліктер мен титан қорытпасынан жасалған адаптер бөлшектері де бетінің кедір-бұдырлығы мен тазалығын қамтиды. Түптеп келгенде, медициналық робот бөлшектері үшін бұл тек кішігірім төзімділіктерді жазу ғана емес; кілт - өңдеу, тексеру және құрастыру стандарттары үшін бірдей тілді қолдану.
Хирургиялық роботтардың микрондық тәуекелдерін бақылауға арналған процесс жоспарлары: бүкіл анықтамалық тізбекті құлыптау
5.1 5 осьті байланыстырушы CNC станоктарын пайдаланыңыз
Біріктірілген корпустарда көбінесе көлбеу тесіктер, дөңгелек қуыстар және бүйірден айналып өтетін ойықтар болады. Қайта-қайта қысу үйінділерін орналастыру қателіктерін жояды. 5 осьті машиналар барлық кілт тесіктері мен бекіту беттерін бірыңғай сілтеме бойынша өңдейді. Бұл құрастырудағы түсініксіз ауытқулардың көпшілігін азайтады.
5.2 Вакуумдық патрондар мен жұмсақ жақтарды сәйкестендіріңіз
Вакуумдық бекіткіштер мен жұмсақ жақтарды бірге пайдалану керек. Жұқа қабырғалы алюминий бөлшектерді тым қатты қыспау керек. Шамадан тыс қысу күші бекіткішті алып тастағаннан кейін деформацияға әкелуі мүмкін.
Үлкен жұқа қабырғалы беттер үшін: Вакуумдық бекітпелер қысу күшін біркелкі тарата алады. Біркелкі емес қосылатын бөлшектер үшін: Жұмсақ жақ сүйектері мен орналастыру түйреуіштері тұрақтырақ орналастыруды қамтамасыз ете алады. Бұл процесс қарапайым болып көрінуі мүмкін. Дегенмен, өндіріс кезінде қайта өңдеуді айтарлықтай азайта алады.
5.3 Кернеуді босату үшін өңдеу қадамдарын бөлу
7075 алюминий бөлшектері бекітілген ағынды ұстанады: өңделмеген өңдеу → қысқа кернеуді жеңілдету үзілісі → жартылай өңдеу → өлшемді қайта тексеру → соңғы дәл кесу. Жұмысшылар соңғы кесуден өтпес бұрын негізгі тірек позицияларын қайта тексереді.
PEEK пластикалық бөлшектері үшін зауыттар шпиндель жылдамдығын және құралдың өткірлігін басқарады. Төмен кесу қызуы тесік өлшемінің өзгеруіне жол бермейді.
5.4 Қабатталған процестерге төзімділік стандарттарын орнатыңыз
Жұмысшылар функцияларды басқару стандарттарының екі түрін ажыратады. Негізгі бөлшектерге мойынтірек тесіктері, кодтаушы негіздері және құралды қосу тесіктері жатады. Олардың нысанаға төзімділігі ±0.005 мм шегінде қалады. Кәдімгі салмақты азайтатын ойықтар мен аулақ болатын аймақтар бос төзімділік ережелерін қолданады.
CMM координаталық өлшеу машиналары тесік қашықтығын, коаксиалдылығын, тіктігін және жазықтығын тексереді. Командалар барлық құрастыруға сезімтал позициялар үшін алғашқы үлгі жинау деректерін жазып алады. Толық жазбалар ұзақ мерзімді қайта өңдеу шығындарын төмендетеді.
6. Хирургиялық робот бөлшектерін толық жинау процесі
Барлық медициналық робот бөлшектері стандартты құрастыру қадамдарын орындайды. Алдымен топтар егжей-тегжейлі құрастыру жоспарларын жасайды. Содан кейін олар әрбір компонент үшін толық сапаны тексеруден өткізеді. Әрі қарай жұмысшылар механикалық құрастыруды және электрондық бөлшектерді орнатуды аяқтайды.
Соңында, қызметкерлер машинаны жөндеуді және көп раундтық өнімділік сынақтарын аяқтайды. Олар адам-машина басқару панельдерін соңғы болып орнатады. Бүкіл машина қатаң соңғы қабылдаудан өтеді.
Барлық қадамдар қолдардың, буындардың және сенсорлардың тығыз үйлесімін қамтамасыз етеді. Жинағаннан кейін робот нағыз хирургиялық симуляциялық сынақтарды жүргізеді. Сынақ оның қауіпсіздігі мен жұмыс дәлдігін растайды.
Медициналық хирургиялық роботтардың компоненттерін жинау стандартталған процедуралардың толық жиынтығынан өтуді талап етеді. Бірінші қадам - егжей-тегжейлі жинау жоспарын жасау. Қызметкерлер барлық бөлшектерді сұрыптап, орнату қателіктерін болдырмау үшін жинау реттілігін анықтайды. Кейіннен толық процестің сапасын тексеру жүргізіледі. Робот қолы, сенсоры және корпусы сияқты әрбір компоненттің өлшемі мен сыртқы түріндегі ақаулардың бар-жоғын тексеру қажет.
Тексеруден өткеннен кейін, жұмысшылар алдымен робот қолы мен қосылыстары сияқты механикалық құрылымдарды құрастыруды аяқтайды, содан кейін ішкі схемалық тақталарды, жетек модульдерін және басқа да электрондық компоненттерді орнатады. Техниктер жабдықты бірнеше рет жөндеп, дірілдеу және позициялау ауытқуы сияқты мәселелерді түзетіп, сенсорлық экран мен басқа да адам-машина өзара әрекеттесу интерфейстерін жөндеді.
Барлық машина жиналғаннан кейін, ол соңғы қабылдау кезеңіне өтті. Инженерлер жабдықтың дәлдігін, тұрақтылығын және қауіпсіздігін жан-жақты тексеру үшін бірнеше модельденген хирургиялық сынақтар жүргізді. Барлық сынақтардан өткеннен кейін ғана жабдық зауыттан шығарыла алады, бұл клиникалық операциялар кезінде әртүрлі минималды инвазивті операциялардың қауіпсіз және дәл орындалуын қамтамасыз етеді.
7. Хирургиялық робот бөлшектеріне арналған ғылыми-зерттеу және сатып алу топтарына арналған негізгі сұрақтар
Негізгі талаптар баға белгілеу кезеңінде нақты талқылануы керек.
Алдымен, барлық негізгі функция өлшемдерін тиісінше белгілеңіз.
Жеткізушіге қандай компоненттерді құрастыру сілтемелері ретінде пайдалануға болатынын, қайсысы қозғалтқышқа немесе сенсорға сәйкес келетінін және қайсысы тек бос аулақ болу аймақтары екенін хабарлаңыз. Жалпы рұқсат етілген қалдықтар тым көп, өңдеу шығындары тым көп.
Екіншіден, толық тестілеу стандарттарын растаңыз.
Медициналық робот бөлшектері үшін алғашқы үлгіні тексеру туралы ресми есептерді, толық кілт тесігін сынау жазбаларын, толық материал партиясының файлдарын және бетті өңдеу файлдарын қажет етеді. 5 немесе 10 данадан тұратын шағын партияларды да қатаң тексеру қажет. Топ бірінші әрекеттен бастап дұрыс компоненттерді жасауы керек.
8. Хирургиялық робот бөлшектерін сатып алатын топтарға кеңес
Егер сіз хирургиялық робот бөлшектеріне арналған жоғары дәлдікті өңдеу жеткізушісін іздесеңіз, тек баға мен жеткізу уақытына ғана назар аудармаңыз. Сондай-ақ жеткізушінің өндірістік мүмкіндіктерін бағалауыңыз керек. Маңызды сұрақтарға мыналар жатады:
- Зауытта 5 осьті байланыстыру өңдеу жабдықтары бар ма?
- Жұқа қабырғалы бөлшектер үшін қандай қысқыш әдістері қолданылады?
- Оларда 7075 алюминийі мен PEEK үшін тұрақты, жетілген өңдеу параметрлері бар ма?
- Олар жаппай өндіріс кезінде ±0.005 мм шегінде негізгі ерекшеліктерге төзімділікті басқара ала ма?
- Олар алғашқы үлгілермен толық CMM координаталарын өлшеу есептерін бере ала ма?
9. Неліктен NOBLE таңдау керек
Noble өнім идеяларын дайын прототиптерге және жаппай өндіріс бөлшектеріне айналдырады. Көптеген жеткізушілер тек прототиптік қызметтерді ұсынады. Noble бір терезеден толық өндірістік қолдау көрсетеді. Біздің қызметіміз дизайнды оңтайландыруды, өңдеуді, бетті әрлеуді және соңғы құрастыруды қамтиды.
NOBLE'S Силиконды жылдам прототиптеу Қабілеті
Силикон прототипін өндіру біздің басқа өндіріс желілерімізбен байланысты. Инженерлер бүкіл өндіріс ағыны бойы жобалауды қолдайды. CNC станоктары дәлдіктегі шебер қалыптарды жасайды. Инъекциялық қалыптау үлкен көлемдегі жаппай өндірісті қолдайды. Біздің команда беткі өңдеуді және соңғы құрастыруды өзімізде аяқтайды. Клиенттер барлық буындар үшін тек бір жеткізушімен жұмыс істейді.
Ресми сапа сертификаттары
Біздің сапа менеджменті жүйеміз толық құжаттамамен ресми сертификатталған.
- ISO 9001:2015: Жалпы өндіріс сапасын бақылайды. Стандартты өңдеу ережелері өндірістің тұрақты нәтижелеріне кепілдік береді. Толық тексеру қадамдары бөлшектің өлшемі мен бетінің сапасын тексереді.
- ISO 13485:2016: Ол медициналық құрылғыларды өндірудің қатаң ережелерін қосады. Ол толық бақылауды және процесті толық валидациялауды талап етеді.
Хирургиялық робот бөлшектері туралы жиі қойылатын сұрақтар
1: Медициналық мақсатта қолданылатын 304 тот баспайтын болат пен 316L тот баспайтын болаттың айырмашылығы неде?
304 тот баспайтын болат коррозияға төзімділігі төмен. Зауыттар оны медициналық бөлшектер үшін сирек қолданады. 316L төмен көміртекті тот баспайтын болат құрамында молибден бар. Ол адам денесіндегі сұйықтықтардағы хлоридті сұйықтыққа төзімді. Зауыттар 316L тот баспайтын болаттан хирургиялық құралдар мен уақытша имплантациялық бөлшектер жасайды.
2: Сіз менің бөлшектерім үшін толық материалды бақылау файлдарын бере аласыз ба?
Иә. Біз толық ресми құжаттарды ұсынамыз. Оларға шикізат сынақтарының есептері (MTR) және дайын бөлшектердің сәйкестік сертификаттары (CoC) кіреді. Өндіріс туралы ақпараттың толық тізбегі бақыланатын күйінде қалады.
3. Пассивация дегеніміз не? Неліктен медициналық тот баспайтын болат үшін пассивация маңызды?
Пассивация - химиялық өңдеу. Ол болат беттерінде кесу құралдарынан қалған ұсақ темір түйіршіктерін кетіреді. Бұл ұсақ түйіршіктер пассивациясыз тот басады. Пассивация болаттың табиғи коррозияға қарсы қабілетін жақсартады. Бұл қасиет бумен стерилизацияланатын бөлшектер үшін өте маңызды. Пассивация - біздің өндіріс ағынымыздағы бекітілген қадам.
4. Медициналық құрылғылардың прототиптерін жеткізудің стандартты уақыты қандай?
Медициналық прототипті дайындау уақыты 2-ден 4 аптаға дейін. Нақты уақыт бөлшектің күрделілігіне және шикізатпен қамтамасыз етілуіне байланысты. Біз әрқашан анық байланыс орнатамыз. Біз барлық жұмысты клиенттеріміздің зерттеу және өндіріс кестелеріне сәйкестендіреміз.
5. NOBLE менің жобама сәйкес келетінін қалай растаймын?
Біздің инженерлік тобымызға хабарласыңыз. Біз сіздің жобаңызға қатысты барлық талаптарыңыз бойынша құпия талқылаулар жүргіземіз. Біз толық сапа жүйемізбен, медициналық саланың бұрынғы жағдайларымен және толықтай жеке өңдеу жоспарларымен бөлісеміз. Біздің барлық өндірістік қадамдарымыз медициналық саланың қатаң стандарттарына сәйкес келеді.
