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fraunhofer0116研究レポート

内耳の腫瘍を除去するのは難しいことです。医師は通常側頭骨全体を除去しなければなりません。 将来的には、5 mm幅のトンネルが骨を貫通し、Fraunhofer Millsのミニロボット「Niliboro」がそれを通過させるでしょう。 血管や神経などの敏感な領域では、彼はそれを大きな弓にします。 インフレータブルクッションは、手術中にロボットを固定します。 まず、研究者たちはいくつかのプロトタイプを使って最適なポケット形状を開発します。


内耳腫瘍の診断-手術を回避する方法はありません。 しかし、内耳は簡単に手が届きません。乳様突起とも呼ばれる乳頭状骨とも呼ばれる頭蓋骨で覆われています。 さらに、多くの血管と神経が周囲の組織を通過します。 医師は乳様突起の骨を削り、これらの敏感な構造のそれぞれを追跡しました。 それが彼らが彼らを傷つけないことを確実にすることができる唯一の方法です。 ほとんどの場合、これは医師が骨全体を取り除く必要があることを意味します。 結果として生じる穴は、手術後の腹部からの脂肪組織で満たされています。

小さなトンネルを通って操作する

将来的には、この操作はより穏やかに行う必要があります。その後、内耳から腫瘍を切り取るには、直径5 mmの小さな穴で十分です。 これは、アーヘン工科大学ダルムシュタット工科大学の同僚とともに、フラウンホーファー製造工学および自動化IPAの医学およびバイオテクノロジーの自動化に関するマンハイムプロジェクトグループの研究者であるニリボロ(非線形掘削ロボット)によって可能になりました。デュッセルドルフ大学病院の。

トンネルを骨に削ることができるドリルは既にありますが、骨に向かってまっすぐ死んでいるだけです。 「初めて、ニリボロは隅々までドリルできるようになりました」と、プロジェクトグループの科学者であるレナートカルステンセンは言います。 この特性は、内耳腫瘍の低侵襲手術を可能にするものです。 トンネルがちょうど走った場合、彼はあちこちに来て、神経が危険なほど近くにあります。 それらを傷つけないために、トンネルの直径は1〜2 mmを超えてはなりません。 ただし、このような小さな穴から操作することはできません。 一方、ニリボロはデリケートな領域を曲がることができるため、トンネルの幅は5 mmになります。 手術を行うのに十分な広さ。

油圧ラインによりロボットワームが前方にcraう

しかし、ワームはどのようにして骨を貫通し、乳様骨を介して角を曲がりますか? 「このワームは頭と尾で構成されています」とKarstensen氏は説明します。 »これらの2つの部分はベローズを介して柔軟に接続されています。«この構造は、前後の部分がアコーディオンに似たホースのような構造で結合されている非常に長いバスを連想させます。

骨を通る途中で、ロボットは8を介して12油圧ラインに接続され、外界、つまり手術室の制御装置とポンプに接続されます。 これらのラインは、彼が正しい方向にうことを可能にします:最初に、彼らは後ろにある3つのクッションに油圧油を送り込みます。 枕は、ワームと骨の間の空間を埋めるので、背中のミニロボット部品を所定の位置に固定します。 液体がベローズに流れ込みます。「アコーディオン」が展開し、頭を前方に押します。 ワームは文字通り伸び、その前部をさらに骨の中に移動します。

ヘッドに取り付けられたドリルは、自由に切削します。 これで、生きた虫のように後部が締め付けられます。これを行うには、クッションが前部で膨張し、油圧オイルが後部クッションから逃げる間、クッションを保持します。 また、パイプはベローズから液体を吸い出します。 彼は自分自身を引き寄せ、彼の後ろの後ろの部分を引っ張ります。 少しずつ、ニリボロは前進します。 »ロボットが移動する方向は、前部のクッションを介して調整できます。 たとえば、彼が左に曲がった場合、左のクッションを他の人よりもぴんと張らず、ロボットは左側に傾きます」とKarstensenは言います。

開発された最初のプロトタイプ

実験室とその後の手術室では、ニリボロが作っている経路が綿密に監視されています:ダルムシュタット工科大学の同僚によって開発された電磁追跡システム、略してEMTを介して。 さらに、コンピューター断層撮影装置は散発的に写真を撮り、位置を確認します。

研究者はすでに最初のプロトタイプを構築しています。 現時点では、彼は計画中の最終バージョンの5倍の大きさです。 当分の間、それは前部とベローズのみで構成されているため、その中心部です。 科学者は少しずつ、プロトタイプの最適化と拡張を望んでいます。 完全な技術であるため、ニリボロは最終的なサイズに縮小するはずです。 研究者たちは2年以内に、医師たちが初めてミニロボットをテストできることを望んでいます。
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