Nutsewa cikin jikin ɗan adam: Ta yaya ƙaramin injin stepper ya zama zuciyar robots marasa amfani da magunguna?

A cikin fina-finan almara na kimiyya, sau da yawa muna ganin wurare inda ƙananan robot ke shiga cikin jijiyoyin jinin ɗan adam don gyara raunuka daidai. A zamanin yau, wannan tatsuniya tana zama gaskiya cikin sauri. "Zuciyar" da ke motsa waɗannan robot marasa ƙarfi na likitanci don yin ayyuka masu sauƙi ita ce ainihin ƙananan-injin tafiya, wanda girmansa ƙanƙanta ne amma yana da ƙarfi a cikin kuzari.

Tare da ƙaruwar yawan tsufa da kuma ƙaruwar buƙatar tiyatar da ba ta da amfani sosai, kasuwar robot ta likitanci tana faɗaɗa a matsakaicin adadin shekara-shekara sama da kashi 20%. A ƙarƙashin wannan yanayin, ƙananan ƙwayoyin cuta suna ƙaruwainjinan stepper, tare da fa'idodinsu na daidaiton matsayi, ƙarfin sarrafawa mai ƙarfi, da ƙaramin girma, suna zama tushen wutar lantarki ga nau'ikan robots na likitanci masu ƙarancin mamayewa. Wannan labarin zai yi nazari kan amfani da injinan stepper na ƙananan motoci a fannin tiyatar likita mai ƙarancin mamayewa da kuma yadda yake haɓaka maganin daidaitacce zuwa sabon matsayi.

一,Micro stepper motor: cikakkiyar "zuciya" ta robots na likitanci

Ƙaramin micromotar stepperwani mai kunna sauti ne wanda ke canza siginar bugun lantarki zuwa matsuguni na kusurwa. Ba kamar injinan DC na gargajiya ba, yana iya cimma daidaiton matsayi a ƙarƙashin ikon buɗe madauri. Tare da kowane bugun shigarwa, injin yana juya kusurwa mai tsayayye (wanda ake kira kusurwar mataki). Wannan halayyar tana ba shi fa'idodi na musamman a aikace-aikacen likitanci marasa ƙarancin mamayewa:

1. Daidaitacce kuma mai iya sarrafawa

Micro na yau da kullunmotar stepperzai iya cimma kusurwar mataki na 1.8° ko ma ƙarami. Tare da fasahar tuƙin ƙananan matakai, daidaiton wurin sa zai iya kaiwa matakin micrometer. Ga kayan aikin tiyata waɗanda ke buƙatar takamaiman sarrafawa, irin wannan daidaito yana da mahimmanci. Misali, a cikin tiyatar ido, allurar da ke tuƙi a cikin mota tana buƙatar ci gaba da daidaiton matakin micrometer don guje wa lalata retina.

2. Tsarin ƙara girman abubuwa

A halin yanzu, ƙananan injinan stepper masu diamita kamar milimita 1.9 kuma suna da nauyin ƙasa da gram 1 ana samun su a kasuwa. Wannan ƙaramin girman yana ba su damar shiga cikin ƙananan wurare kamar endoscopes, catheters, forceps na tiyata, da sauransu, wanda hakan ke ba da damar yin aiki "a cikin jikin ɗan adam".

3. Yawan karfin juyi mai yawa

Duk da ƙaramin girmansu, kayan aiki na zamani da ƙirar lantarki suna ba wa ƙananan injinan stepper damar fitar da isasshen ƙarfin juyi don tuƙa kayan aikin tiyata. Misali, injin mai diamita na milimita 4 zai iya samar da ƙarfin juyi na sama da 0.5 mN·m, wanda ya isa ya tuƙa ƙananan hanyoyin yankewa ko kamawa.

4. Dacewa da kuma aminci

Ƙananan digiri na likitainjinan stepperYawanci suna da mayafin bakin ƙarfe da kuma rufin musamman, wanda ke tabbatar da kyakkyawan jituwa da yanayin jikin ɗan adam da kuma juriya ga tsatsa a cikin yanayin jikin ɗan adam. Bugu da ƙari, tsarinsu mara gogewa yana rage gogayya da samar da zafi, yana tabbatar da dorewar aiki a cikin jiki na dogon lokaci.

二,Manhajoji guda uku masu mahimmanci: daga ganewar asali zuwa magani

1. Robot ɗin shiga tsakani na jijiyoyin jini: "mai taimakawa" don kewayawa daidai

A fannin maganin cututtukan zuciya da jijiyoyin jini, tiyatar shiga tsakani hanya ce da aka saba amfani da ita. A cikin tiyatar gargajiya, likitoci suna buƙatar tura wayoyin jagora da na'urorin catheter da hannu a ƙarƙashin jagorancin X-ray, wanda hakan ke da ƙalubale kuma yana haifar da haɗarin radiation.

Robots na shiga tsakani na jijiyoyin jini waɗanda injinan stepper na micro ke jagoranta suna canza wannan yanayin. A ƙarshen tsarin robot ɗin, micro da yawainjinan steppersuna aiki tare don sarrafa daidai kusurwar ci gaba, juyawa, da lanƙwasa na wayar jagora. Idan aka haɗa su da kewayawar gani ta AI, injinan za su iya daidaita hanyar gaba ta atomatik bisa ga bayanan angiography, suna ratsa jijiyoyin jini masu rauni tare da daidaiton milimita 0.1 don isa wurin raunin. Wannan ba wai kawai yana rage wahalar tiyata ba ne, har ma yana rage fallasa ga radiation ga marasa lafiya da likitoci.

2. Robot ɗin tiyata na Endoscopic: wani "hannun robot" mai sassauƙa

Tiyatar endoscopic ta hanyar amfani da na halitta (NOTES) wata hanya ce ta zamani wajen yin tiyatar da ba ta da tasiri sosai. Likitoci suna saka endoscopes ta hanyar amfani da na halitta kamar baki da dubura don yin tiyata kamar cire gallbladder da kuma cire appendectomy.

Mabuɗin wannan nau'in tiyata yana cikin ƙarshen gaba na endoscope, wanda dole ne ya kasance yana da 'yanci mai yawa da kuma iya sarrafa daidai.Injinan Stepper MicroYana taka muhimmiyar rawa a nan: ƙananan injina da yawa suna sarrafa lanƙwasawa daga sama zuwa ƙasa, hagu zuwa dama na ruwan tabarau, da kuma buɗewa da rufewa, da juyawar forceps na tiyata. Saboda yanayin stepper na injinan, likitoci za su iya sarrafa daidai girman kowane aiki, wanda ke ba da damar raba nama da dinki daidai. A halin yanzu, injinan da diamita na milimita 3-5 kawai za a iya haɗa su cikin masu tasirin ƙarshe, wanda ke ba da damar endoscopes su yi ayyuka masu rikitarwa a wurare masu iyaka.

3. Tsarin isar da magunguna da aka yi niyya: "bawul" don sakin magani daidai

A fannin maganin ƙari, isar da magani da aka yi niyya shine mabuɗin rage illolin da ke tattare da shi. Masu bincike suna haɓaka na'urorin isar da magani da za a iya dasawa waɗanda injinan micro-stepping ke jagoranta. Waɗannan na'urorin sun haɗa da wurin ajiyar magani da ƙaramin famfo, wanda ke sarrafa buɗewa da rufe ƙananan bawuloli ta cikin injin don cimma sakin magunguna na lokaci da adadi. 

Misali, ga masu fama da cutar kansa waɗanda ke buƙatar maganin chemotherapy na dogon lokaci, tsarin isar da magunguna da aka dasa ta hanyar injin zai iya fitar da magunguna ta atomatik bisa ga shirye-shiryen da aka riga aka tsara ko siginar ilimin halittar jiki ta ainihin lokaci (kamar canje-canje a cikin glucose na jini da pH), don haka guje wa radadin allura akai-akai. Halayen matakan da ke cikin injin stepper micro ke tabbatar da daidaito mai yawa a kowane allurar da aka saki, tare da kuskure wanda za'a iya sarrafa shi cikin 5%.

二,Kalubalen fasaha da nasarorin da aka samu

Duk da yawan ƙarfin microinjinan stepperA fannin magungunan da ba su da tasiri sosai, har yanzu ana buƙatar shawo kan wasu ƙalubalen fasaha domin cimma manyan aikace-aikacen asibiti:

1. Daidaito tsakanin rage yawan aiki da yawan ƙarfi

Yayin da girman injina ke raguwa, matsalolin fitar da zafi suna bayyana. A halin yanzu, masu bincike suna binciken sabbin kayan maganadisu (kamar neodymium iron boron) da ingantattun ƙira don haɓaka ingancin fitarwa a cikin ƙaramin adadin, yayin da suke cimma saurin watsa zafi ta hanyar inganta kayan gidaje da gine-gine. 

2. Tsarin da ba shi da tsafta kuma mai rufewa

Injinan da ke shiga jikin ɗan adam dole ne su kasance suna da cikakken rufewa don hana ruwa shiga jiki da haifar da gajerun da'irori ko cututtuka. Ci gaban da aka samu a fannin walda ta laser da fasahar ƙera allurar daidaici ya ba da damar casings na mota masu diamita na milimita kaɗan don samun kariyar IP68, tare da jure wa tsaftacewa mai zafi da matsin lamba mai yawa.

3. Dacewar maganadisu

Wasu tiyata suna buƙatar a yi su ne a ƙarƙashin jagorancin MRI, wanda ke buƙatar injina waɗanda ba su ƙunshi kayan ferromagnetic ba kuma ba sa haifar da tsangwama ta lantarki. Injinan ultrasonic da kuma waɗanda aka ƙera musamman waɗanda ba su da maganadisu.injinan steppersuna fitowa a matsayin mafita, domin har yanzu suna iya aiki akai-akai a cikin ƙarfin filayen maganadisu. 

二,Hasashen Nan Gaba: Motsi Mai Wayo da Tiyata Daga Nesa

Idan aka yi la'akari da shekarar 2030, tare da haɓaka fasahar kere-kere ta wucin gadi da fasahar 5G, ƙananan injinan stepper za su haɓaka robots marasa ƙarancin mamaye lafiya zuwa wani mataki mafi girma:

Fahimtar hankali da kuma sarrafa daidaitawa: Motar mai hankali da aka haɗa tare da na'urori masu auna sigina na microsensors na iya fahimtar taurin nama da canje-canjen kwararar jini, daidaita ƙarfin aiki ta atomatik, da kuma guje wa lalata kyallen takarda na yau da kullun.

Yaɗuwar tiyata daga nesa: Ƙananan ƙananan na'urori masu auna daidaiciinjinan stepper, tare da hanyoyin sadarwa marasa jinkiri, suna ba ƙwararru damar yin tiyatar da ba ta da tasiri ga marasa lafiya a wurare masu nisa, har ma a tsawon dubban mil.

Aikin haɗin gwiwa a rukuni: Nan gaba, za a iya samun tarin "robots ɗin capsules" waɗanda injinan micro stepper da dama ke jagoranta, waɗanda za su shiga jiki ta hanyar da aka tsara don yin ayyuka kamar bincike, ɗaukar samfur, da isar da magunguna.

五,Kammalawa

Daga kayan aikin masana'antu da aka fara amfani da su a cikin firintoci da kayan aikin sarrafa kansa zuwa "zuciya" da yanzu ke shiga cikin jikin ɗan adam don ceton rayuka, injinan stepper na ƙananan ƙwayoyin cuta suna rubuta sabon babi a fannin maganin da ba shi da tasiri sosai. Tare da motsi mai daidaito na matakin micrometer, suna ƙarfafa likitoci da ƙwarewar aiki fiye da hannun ɗan adam, suna sa tiyata ta fi aminci, ba ta da rauni, kuma ta fi sauri murmurewa. Tare da ci gaba da ci gaba da fasaha, muna da dalilin yin imani da cewa injinan stepper na ƙananan ƙwayoyin cuta za su zama babban ƙarfin tuƙi don ingantaccen magani a nan gaba.