肿瘤血管的检测一个引人入胜的力反馈系统

在内窥镜下手术,例如脑瘤,操作空间的特点,通常比其他狭窄内镜手术,决心通过内窥镜目视检查。然而,当发生出血,手术部位是满身是血,扰乱可视化。外科医生可能要切除肿瘤以最小的出血,但无意中减少肿瘤的血管不能证实视觉。因此,识别存在的血管在脑瘤切除是至关重要的。到目前为止,许多研究开发方法探测隐形的血管。然而,这些方法的进一步发展是至关重要的。

在腹腔镜手术中,血管可以被使用力/触觉反馈系统。然而,在神经外科,很难检测血管使用现有的力/触觉反馈方法,因为目标血管不同的厚度,在腹腔镜手术。此外,在脑瘤切除桥,手术部位通常是满身是血即使轻微出血由于操作空间非常狭窄。

机械工程领域的科学家和医学金泽大学合作开发一种方法检测肿瘤内血管否则视觉检测不到。他们以前开发的外科机器人机械手的力反馈系统,并演示了神经外科系统的好处。然而,检测血管使用现有的力/触觉反馈系统是困难的在神经外科如上所述。

在这项研究中,他们开发了一种新颖的血液船检测方法,它使用一个主从外科手术机器人系统的力传感器操作部分。方法检测血液脉动基于扣人心弦的力量。

如果有细动脉肿瘤,脉动的动脉应该施加一个适当的力传感器探测到的钳子。然而,由于肿瘤的硬度变化在相当大的程度上,这种脉动传感系统应该适用于软肿瘤和肿瘤。此外,由于动脉脉动比tumor-gripping力小得多,这样的传感器系统必须能够检测即使很小的力变化而扣人心弦的肿瘤和有足够的检测脉动的响应时间。

在这项研究中,3毫米直径的爪了如图1所示。钳子的力传感器集成检测和记录肿瘤的动脉脉动和扣人心弦的力量当钳子肿瘤。自人类脉动大约是每分钟70次,力测量的时间间隔设置为5毫秒。见第二个面板从左边的图1中,脉动检测和频率测量。

模拟软或硬的肿瘤是由聚氨酯凝胶以10%添加盐或硅橡胶。模拟肿瘤的尺寸是3×3×10毫米,沿着长轴中心,硅橡胶管(= 0.5毫米半径和厚度= 0.1毫米)被插入一个模拟动脉。年轻的聚氨酯胶,硅橡胶模,以初步实验,分别为6和38个kPa。在流体分析的研究脑动脉瘤杨氏模量的一个正常的血管壁在大脑中被发现1 MPa,而硅橡胶管测量的初步实验为1.9 MPa。水是通过这个模型动脉脉动为1.2赫兹模拟血液流动。

开放34°角的钳子是指定为0°和关闭速度调整。聚氨酯凝胶的一个结果是图2所示。与模拟软聚氨酯凝胶肿瘤,脉动检测30°(4°光圈)。另一方面,硅橡胶作为一个模拟肿瘤,脉动检测在15 - 25°(9-19°光圈)。

因此,科学家们成功地检测脉动模拟大脑动脉1毫米直径的模拟软、硬肿瘤。虽然他们只存在基本结果里面的血液检测脉冲模拟肿瘤的过程中,他们认为这个新系统将有助于外科医生。如果医生怀疑的存在血管肿瘤内部,然后扣人心弦的肿瘤可以长时间的确定血脉冲在机械手的夹持力波。尽管该方法的检测精度和速度需要提高,应该有效地避免出血在肿瘤切除,从而提供了一个途径肿瘤切除。