手術ロボット用のタングステン ケーブル: 複雑で長期にわたる研究開発の課題

2023 年 8 月 4 日 スポンサー付きコンテンツによって コメントを残す

スコット・デイリーとコナー・キウチオロ著

外科用ロボット工学は、低侵襲外科科学の分野として爆発的に普及しており、急速に医療の主流になりつつあることを一般の人でも知っています。 実際のところ、医学の背景も何も持たず、これらの素晴らしい機械を製造するための製造専門知識も持たない人々が、ある時点で手術用ロボットの助けを借りて手術を受けることになるでしょう。 外科用ロボットが常態化しつつあり、今日では外来での外科手術を行う上で完全に受け入れられるアプローチとなっているということは、入院期間の短縮、退院後の合併症の減少、そして何よりも生活の質のより迅速な回復などの約束が到来することを意味します。

また、外科医の手足を完全にシミュレートするように設計された器具であるため、医師自身も、長時間にわたる敏捷性の召喚操作中に疲労する可能性が少ないという利点を享受しています。 それに加えて、手術ロボットが狭い空洞内のより小さく狭い空間に到達できる可能性があり、世界中の医療ネットワークへの手術ロボットの導入にこれほどの熱意と楽観的な見方があるのは理解できます。

しかし、これらすべての理由や他の多くの理由により、外科用ロボットは、大小を問わず、いかなる状況下でも、いかなる時間の長さであっても、現場で失敗することはできません。

その後、外科医の動きの模倣を支援するタングステン小型メカニカルケーブルのメーカーは、手術用ロボットメーカーと何千時間にもわたる協力を行い、そのような動きの作動が設計環境の要件をはるかに超える重要な安全係数を確実に達成できるようにしました。

8×19 0.018インチØのタングステンメカニカルケーブル、端にハイポチューブフィッティングが付いています。

タングステン ケーブル: 優れた強度、超微細設置面積

手術ロボットがエンドアフェクターでピッチとヨーを実現するために機械ケーブルを使用している場合、そのロボットの機械ケーブルはステンレス鋼またはタングステンで構成されています。 2 つのケーブル素材のうち、ごく最近になって、これらのケーブルの製造においてタングステンが明らかに好まれるようになりました。 ステンレス鋼は、無数の洗練された外科用器具とともに理想的なケーブル材料として数十年にわたって高い評価を得てきましたが、タングステンの展性とその優れた荷重およびサイクル容量の組み合わせにより、外科用ロボット メーカーの間で好まれる機械ケーブル材料となっています。

外科医の腕、手、指を模したタングステン機械ケーブルの直径は、用途によって異なります。 しかし、これらの狭くて混雑したスペース内のケーブルは、潜在的に 0.016 インチ Ø と小さく、つまり、一般的な 8.5 × 11 のオフィス用紙を 4 枚重ねたものとまったく同じ厚さになる可能性があります。

さらに驚くべきことは、これらの複雑なタングステン (またはステンレス鋼) メカニカル ケーブルを撚るのに使用されるモノフィラメントの直径です。 たとえば、Carl Stahl Sava Industries は、直径 0.0007 インチのワイヤからタングステン ケーブルを撚り合わせており、これによりモノフィラメントのサイズは 1 本の人間の髪の毛 (約 0.001 インチ 直径) の 70% になります。

このような小さなフォームファクターを維持しながら、必要な安全率を達成することで、これらのタングステン機械ケーブルは、スルーホール抵抗器の直径とほぼ同じプーリー上を通過することができます。

8×19 0.018インチØタングステンメカニカルケーブル、中央にハイポチューブフィッティングが付いています。

非常に厳しい公差の再現性

タングステン機械ケーブル アセンブリが外科医の動作を正確に実行するには、ケーブルに適用されるフィッティングも同様に厳格な安全率を満たす必要があります。 結局のところ、手術ロボットは人間に対して低侵襲手術を行っているのです。 したがって、間違いの余地はゼロであることは明らかです。

したがって、これらの魅力的で小さいながらも巨大なケーブルの優雅さにさらに貢献しているのは、ケーブルの取り付けが達成する必要がある公差です。