HK-MR340系列

助力實(shí)現(xiàn)前列腺活檢過(guò)程自動(dòng)化

01

應(yīng)用&要求

前列腺癌是男性中與癌癥有關(guān)的第二大死因。PSA血液篩查和直腸指檢是初步檢測(cè)可能存在前列腺癌的典型方法。如果檢查結(jié)果呈陽(yáng)性，就會(huì)進(jìn)行活檢和/或MRI成像以進(jìn)行驗(yàn)證。癌癥治療費(fèi)用的增加為改進(jìn)早期檢測(cè)，提供更加可行的方案創(chuàng)造了機(jī)會(huì)。

目前，前列腺活檢如經(jīng)直腸超聲引導(dǎo) （TRUS） 使用聲波來(lái)制作前列腺圖像。 然而，TRUS不能區(qū)分正常組織和癌癥，因此醫(yī)生需要自行插入導(dǎo)管至直腸壁中采集活檢樣本。這個(gè)過(guò)程需要重復(fù)幾次，以確保前列腺的每個(gè)區(qū)域都被采樣，但仍可能會(huì)有遺漏。同時(shí)，由于直腸壁不能消毒，TRUS活檢會(huì)有小部分幾率會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重感染。

MRI活檢術(shù)可以在MRI的直接引導(dǎo)下非常精確地手動(dòng)放置活檢針。高分子機(jī)器人通過(guò)開發(fā)經(jīng)會(huì)陰MRI引導(dǎo)的活檢機(jī)器人，將通過(guò)會(huì)陰（陰囊和***之間）進(jìn)入的低感染風(fēng)險(xiǎn)和實(shí)時(shí)MRI引導(dǎo)的高分辨率和準(zhǔn)確性結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了前列腺活檢過(guò)程的自動(dòng)化。

Falcon 高分子機(jī)器人是世界上第一個(gè)用于前列腺癌的經(jīng)會(huì)陰MRI引導(dǎo)的靶向系統(tǒng)。Falcon需要5個(gè)自由度（DOF），這要求高精度的非金屬反饋傳感器能夠在MRI鉆孔的極端磁場(chǎng)環(huán)境中運(yùn)行。

要求

直線行程可達(dá)16英寸

分辨率為0.1mm

非金屬的

耐用性和可重復(fù)性超過(guò)200，000次循環(huán)

啟動(dòng)后位于絕對(duì)位置

須承受 MRI 產(chǎn)生的振動(dòng)和聲音引起的振動(dòng)

02

解決方案&所用產(chǎn)品

2014年初，高分子機(jī)器人研發(fā)公司找到Micronor時(shí)，Micronor提議使用增量式線性傳感器。目前，此類傳感器用于開發(fā)焊接機(jī)器人。在已獲得專利的2相/2波長(zhǎng)光學(xué)編碼器系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型的微型“讀數(shù)頭”。該讀數(shù)頭由用于高精度光學(xué)元件的陶瓷副載體和縮醛塑料制成的導(dǎo)膜器組成。這種新型光學(xué)讀數(shù)頭體積極小，可以放入非常狹窄的空間。

樣品的成功促成了MR343 MRI安全線性編碼器和MR340-2 OEM控制器的最終設(shè)計(jì)。對(duì)于5軸自由度，客戶需要4套傳感器和控制器用于Falcon概念驗(yàn)證。第一套機(jī)加工塑料主體的裝置于2014年5月交付。其模具隨后完成，第一批生產(chǎn)零件也順利運(yùn)行。更多的Falcon系統(tǒng)已經(jīng)組裝完成，用于第二階段和隨后的人體測(cè)試。

接著對(duì)線性編碼器進(jìn)行了環(huán)境測(cè)試，結(jié)果滿足所有的要求。傳感器/薄膜條組合的耐久性測(cè)試顯示，在初始測(cè)試的250，000次循環(huán)運(yùn)行中，性能沒(méi)有下降。隨后的測(cè)試驗(yàn)證了在模擬MRI引起的聲音振動(dòng)下，耐久性可超過(guò) 500，000 次循環(huán)。

由于醫(yī)療設(shè)備的專有性質(zhì)，無(wú)法獲得 Falcon 機(jī)器人的內(nèi)部細(xì)節(jié)，但MR343 位置反饋符合預(yù)期。照片顯示了MR343的兩個(gè)傳感器和MRI兼容的氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的部分。