控制器和紧凑型驱动微创脑部手术

凯特琳娜·昆/存在Shutterstock

在神经外科，几百微米的错误都可能导致无法逆转的脑损伤。这种危险已经导致了越来越多的关注被放置在微创手术。在这里，外科医生开展利用日益先进的机器人，而不是激光和手术刀操作。

该项目EDEN2020，由欧盟资助，是让研究人员开发一种机器人操纵导管，可以准确地直接剂量抗癌药物原位脑瘤。然而，该系统仅作为其对针定位为导向的能力是有益的。

当规范运动控制器以及驱动导管的四轴机器人系统，研究人员正在寻找低EMI、紧凑和高性能的组件。他们是在艾摩运动控制公司发现的。

PLATINUM-MAESTRO理想控制器的高性能多轴技术

黄金推特提供超过4000瓦功率的纳米伺服驱动器

一个可控针

EDEN2020系统是建立在可编程斜尖针(PBN)上的，这是一种多功能针，可以沿着特定的路线在大脑中前进，减轻脑组织损伤。

机器人运动系统的任务是在手术进行过程中参考术中超声图像和术前MRI扫描，以创建路径命令。当PBN到达肿瘤时，它向组织输送化疗有效载荷。

所述PBN由四个嵌套在一起的互锁的纵向塑料片组成，每个塑料片包括药物输送通道。该通道还拥有用于形状传感的光纤电缆。

每个部件的远端由一个无铁电机驱动。该系统可以通过向前推动一个或另一个管段，使针尖弯曲一定量，使其在其余管段上滑动。这个系统可以让针头通过大脑结构精确导航，到达肿瘤，甚至是那些深埋的肿瘤。

该计划是巨大的，需要对性能的高要求。这是不容易的事情通过大脑来导航机器人，可操控的导管。四轴程序需要的精度和同步的高电平时，作为不可逆的损害可以通过任何错误引起的。

该系统必须为10μm低电平控制范围的精度进行操作。性能只是整个挑战的部分。空间一直是在手术室的溢价。

在PBN需要使用的部件是尽可能紧凑。他们还需要保持安静，在这两个可听噪声和EMI方面。手术室都充满了精致的仪表等。因此，机器人必须不影响任何图像或一个重要工具的信号。

驱动器和控制器

包含在PBN四个马达需要的驱动器。此外，该系统作为一个整体需要高性能运动控制器开展对从超声波和MRI单位闭环反馈和建立的路径规划。

对于驱动器，帝国理工学院的团队选择了Elmo Gold-Twitter (G-TWI)伺服驱动器。紧凑的Gold Twitter驱动器只有35毫米x 30毫米的小尺寸，对于减少便携式手术台的总占地面积至关重要。

除此之外，由于采用了高效的脉宽调制（PWM）开关过程，伺服驱动器的电磁干扰非常低，在这一关键的医疗应用中被证明是必不可少的。

由于安全是首要考虑的问题，市场上最小的STO (SIL-3)认证驱动器Gold Twitter提供了一个主要优势。该系统必须分析MRI和超声数据，以导航PBN，然后自动引导四节针驱动有效载荷到肿瘤。

该过程必须可靠、准确、精确且速度非常快。对于控制器解决方案，帝国理工学院团队选择了铂大师（P-MAS）多轴运动控制器．铂金Maestro包含多核处理器和先进的多轴功能，使其能够在高度同步的系统中使用。

控制器包含的运动算法库澄清机器人和机器，必须既快速和精确的实施和控制。白金大师包括了先进的现场总线支持，包括EtherCAT的，在250微秒在帝国项目的速度循环。

”该系统将能够感觉和感知术，大脑解剖在无与伦比的准确度，精确度和更新速度不断变形，2020 EDEN2020项目协调员费迪南多·罗德里格斯·巴埃纳教授解释道。白金大师包含许多功能，使其易于使用。

”除了Elmo运动控制技术的核心优势外，我们为项目选择控制解决方案的一个关键因素是缩短了开发时间，” Eloise的洋行，在机电一体化医学实验室的博士生说。

在P-MAS是关闭的，现成的运动控制器，为用户提供了多种功能和工具，使运动整合更高效。重要的特征是在P-MAS的简单互连到所有驱动器，和自动的EtherCAT配置到所有节点。

与此相伴，能够控制在P-MAS级别的所有驱动器参数有助于简化频繁的维护程序，从而减少停机时间。

EDEN2020项目对未来有雄心勃勃的计划。为了达到这些目标，帝国理工学院团队需要专注于指导软件PBN，并将诊断集成到他们的系统中。

团队不希望花费数小时的工程时间仅仅是让运动元素同时运行。Elmo Motion Control Gold推特驱动和白金大师控制器提供紧凑，低噪音解决方案，高性能和准确性。也有专为简化集成和提高易用性的使用特色。

由于这些特点，有效运动是必然的。该组织可以将其精力集中在革新神经外科和拯救生命的关键业务上。

本信息来源、审查和改编自Elmo Motion Control Ltd.提供的材料。欧洲杯足球竞彩

对于这个源的更多信息，请访问：艾默运动控制有限公司