塑料轴承和线性导轨将动作放在Mri-Guidovice机器人上

编辑：Leslie Langnau，管理编辑

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用于核磁共振成像的设备面临着几个独特的挑战，不仅仅是处理磁性。这些研究人员用压电和塑料元件来应对这些挑战。

机械系统在任何机械电子设计中都起着至关重要的作用。为博士生郝苏和格里高利·菲舍尔教授,来自马萨诸塞州的伍斯特理工学院,DryLin T直线导轨系统的选择和iglide塑料滑动轴承易格斯的重要促进机器人设计建造的不同的运动需要工作在磁共振成像(MRI)的机器。

每年大约进行150万例核心穿刺活检，导致22万例前列腺癌新诊断病例。为了改进前列腺癌的检测和治疗方法，苏和费舍尔开发了一种与核磁共振兼容的压电驱动机器人，该机器人工作在一个3T特斯拉闭式核磁共振中，具有实时图像引导。

经直肠超声，或称“TRUS”，目前被认为是治疗这类癌症的最佳方法，因为它成本低，易于快速使用。然而，trus引导活检的检出率仅为20 ~ 30%，不能有效监测治疗过程中放射性粒子的植入和放置情况。

TRUS目前被认为是指导活检和近距离放射治疗的金标准，然而，基于mri的医学诊断提供了一些独特的好处。近距离放射疗法是将放射源放置在需要治疗的区域内或附近的一种放射疗法，通常是在前列腺内不规则、复杂的放置米粒大小的放射性种子，以低剂量进行放射治疗。虽然这种治疗是有效的，但远程操作机器人系统可以提高种子传输的准确性，同时最小化组织损伤和避免非组织结构。

WPI团队专为在MRI指导下进行的前列腺经皮手术而设计了小洞穴机器人系统。奴隶机器人在3-Tesla MRI中具有实时原位针转向能力，具有测量针插入力的高分辨率光学力传感器，可以推断出增加癌症检测率。

该摆针机器人由3自由度笛卡儿定位模块和3自由度取针模块组成。该机器人采用DryLin T直线导轨系统和滑动塑料滑动轴承，以方便不同类型的运动。作为Y.E.S.(青年工程师支持)计划的一部分，伊格斯免费为WPI团队提供零件，该计划旨在培养那些对工程有热情的人的机械设计想法。DryLin T直线导轨便于定位模块的平移运动，为机器人的针驱动器提供总体定位。针筒是该系统的重要组成部分，因为它可以实现针筒的旋转和平移运动。针筒是一根插入患者体腔的柔性管，用于mri引导的诊断和治疗。

该针具具有针导向套、夹头锁定机构和无源光学跟踪基准架。两个滑动的A200塑料滑动轴承使用在驱动器的前和后，以约束针引导。轴承使机器人的电机使用夹头机构通过同步带旋转针。这种旋转针减少了组织损伤，同时提高了瞄准精度。另外10个滑动轴承被用来创建一个转动关节，也被称为“销关节”或“铰链关节”，以提供单轴旋转。

用塑料做的完美照片
由于机器人在3-Tesla内部操作，闭孔MRI机器仅具有500毫米的圆柱体直径，因此在设计过程中必须考虑许多元件。专门针对机器人的机械系统，该部件必须在辐射过程中为患者的安全性具有有色金属，而且由于安装空间有限，也紧凑。机器人本身大约是8英寸。达到3英寸。德里林T线性导向系统和IGLIDE A200塑料滑动轴承适用于这些需求。

DryLin T直线导轨由硬阳极氧化铝导轨和车厢和高性能塑料滑动元件组成，不干扰MRI程序。在无菌医疗环境中，线性载玻片没有杂乱的润滑，这是很重要的。对于安装空间是个问题的应用程序，它们的特点也比较低调。

滑动A200塑料滑动轴承由fda兼容的聚合物专门设计用于与食品或药物接触的应用。像DryLin T，滑动轴承也干运行，以防止污染。

苏说:“市场上很少有产品既能满足我们的要求，又能提供良好的机械性能。Igus通过捐赠产品帮助我们解决了这个问题。线性滑动和塑料轴承是我们的首选，因为它们与MRI兼容。在运行过程中，它们也很光滑，安静，并具有优良的耐磨性。该机器人是第一个在实时MRI引导下放置针头的机器人，它将显著提高活检和近距离放射治疗的准确性，从而显著提高前列腺癌预防和管理的效果。”

最近，由于其创新设计和改变前列腺癌治疗面貌的潜力，mri引导的针头放置机器人被2011年IEEE机器人与自动化国际会议接受。这次会议将聚焦机器人和自动化技术，旨在帮助建立一个更好的人类社会。

在工程交流中讨论:

易格斯
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了下:医疗，线性运动•幻灯片，运动控制•电机控制，机电一体化
标记：易格斯

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