Tulemuste väljakuulutamine:

Oleme põhjalikult analüüsinud ja määratlenud uue standardi"dünaamiline lõikamise efektiivsus"laparoskoopilised lõiketerad. Integreerides arvutuslikud vedelikudünaamika simulatsioonid, bioloogiliste kudede biomehaanilised uuringud ja täpsed mikro-töötlustehnikad, optimeerisime edukalt tera servade geomeetriat, laastude eemaldamise soonte vedelikukanaleid ja üldist dünaamilise tasakaalu struktuuri. See võimaldab meie lõiketerad mitte ainult staatilises olekus teravad olla, vaid saavutada ka maksimaalse lõiketõhususe, minimeerida koekahjustusi ja tagada laastude sujuv eemaldamine suurel-kiirusel pöörlemisel. See on tõhusa ja ohutu lõikamise inseneriparadigma uuesti määratlenud.

Uurimis- ja arendustegevuse tausta valupunktid:

Lõiketerade traditsiooniline disain põhineb enamasti kogemustel ning puuduvad süstemaatilised uuringud tegelike lõikamis- ja laastude eemaldamise protsesside kohta suurel{0}}pöörlemisel. Levinud probleemid on järgmised: lõikamise ajal on kude pigem liigselt venitatud, kui seda ei lõigata tõhusalt, suurendades verejooksu ohtu; lõigatud koejäägid (eriti kleepuvad kuded) võivad ummistada terapead või imitoru, mis põhjustab operatsiooni katkemise ning arst peab korduvalt loputama ja puhastama; tera võib vibreerida suurel pöörlemiskiirusel, mõjutades operatsiooni tunnet ja täpsust ning isegi põhjustades juhuslikku eraldumist ja ümbritsevate tervete kudede vigastusi. Arstid vajavad a"tark"tera, mis saab"aktiivselt"haarata, korralikult lõigata ja"tõhusalt"transportida kude, kusjuures kogu protsess voolab sujuvalt nagu voolav joa.

Põhiline tehnoloogiline innovatsioon:

Meie uuendus hõlmab tera disaini tõstmist"staatiline geomeetria"mõõde"dünaamiline süsteem"mõõde:

• Lõikeserva geomeetria optimeerimine:Me ei taotle pelgalt ülimat teravust (õhukesed lõikeservad kipuvad mõranema ja pragunema), vaid disaini"mikro-hammastega"või"mitme{0}}tasandi kaldpind"komposiitlõikeservad. Lõplike elementide analüüsi abil optimeerime lõikenurka, kaldenurka ja kliirensi nurka, et tekitada kudedesse lõikamisel kohalik pingekontsentratsioon, saavutades"mikro-lõhkamine"pigem lõikamine kui kokkusurumine ja rebimine, vähendades seeläbi ümbritsevate kudede tõmbamist. Samal ajal võib lõikeserva eriline geomeetriline kuju tekitada sissepoole"imemine"jõud pöörlemise ajal, aidates sihtkudet stabiilselt hõivata.
• Vedeliku dünaamika kiibi eemaldamise soonte kujundus:Peame tera laastude eemaldamise sooni miniatuurseteks vedelikukanaliteks. Arvutusliku vedeliku dünaamika simulatsiooni abil optimeerime soonte ristlõike kuju, sügavust, spiraalset nurka ja pinnaviimistlust. Kui tera pöörleb suurel kiirusel, võivad sooned tekitada stabiilse aksiaalse -negatiivse rõhu keerise. See keeris võib toimida nagu a"tornaado", aktiivselt"imemine"lõigatud koejäägid soone sügavasse ossa ja eemaldades selle läbi õõnsa võlli, vältides tõhusalt prahi kogunemist ja blokeerimist tera peaakna juures. Soone ülipeegel{1}}poleeritud pind vähendab veelgi vedeliku takistust.
• Dünaamilise tasakaalu ja vibratsiooni vähendamise disain:Teostame iga tera konstruktsiooni jaoks kiire-dünaamilise tasakaalu kalibreerimise. Täpse kaalujaotuse või materjali eemaldamise abil tagame, et tera raskuskese ühtib täiuslikult pöörlemisteljega mitmekümne tuhande pöördega minutis, reguleerides vibratsiooni amplituudi mikromeetri tasemele. See mitte ainult ei paranda töötunnet (kõrvaldades"tuim käsi"tunne), kuid vähendab oluliselt ka juhuslikku koekahjustust ja vibratsioonist tingitud väsimuspinget tera ühenduspunktis.

Toimemehhanism:

Selle toimimise põhimehhanismiks on tõhus energia muundamine ja aktiivne vedeliku juhtimine. Optimeeritud lõikeserva geomeetria muudab mootori pöörlemiskineetilise energia sihtkoele kõige kontsentreeritumalt nihkejõuks minimaalse energiakaoga, saavutades"puhas ja tõhus"lõikamine. Samal ajal muutub pöörlev tera ise a"tsentrifugaalpump"ja Venturi efekti generaator. Pöörlemisel optimeeritud laastude eemaldamise sooned juhivad oma erilise kujuga koevedelikku ja õhuvoolu, et moodustada suure-kiire ja madala rõhuga{2}}pöörisvälja. Sellel keeriseväljal on kaks mõju: üks on tekitada tugev"imemine"ja"transport"jõudu värskelt lõigatud prahile, saavutades haava kohese puhastamise; teine ​​on moodustada a"vedeliku barjäär"tera peaakna juures, loputades pidevalt uusi kleepunud kudesid ja säilitades aknale selge ülevaate. Dünaamiline tasakaal tagab, et kõik need mehaanilised protsessid toimuvad stabiilsel ja juhitaval platvormil.

Tõhususe kontrollimine:

Simulatsioonikoe lõikamise testis vähendas meie optimeeritud disainiga tera võrreldes sama spetsifikatsiooniga traditsioonilise teraga aega, mis kulus simuleeritud koe sama tekstuuri ja mahu lõikamiseks umbes 25% võrra ning vähendas lõikamisprotsessi ajal simuleeritud koele külgsuunalist tõmbejõudu umbes 40%. Kiire-fotograafia korral suurenes kiibi eemaldamise efektiivsus enam kui 50% ja ummistumise nähtus oli põhimõtteliselt kõrvaldatud. Vibratsioonitesti andmed näitasid, et nominaalse maksimaalse pöörlemiskiiruse korral oli meie tera tera käepideme vibratsioonikiirenduse väärtus 60% madalam kui valdkonna keskmine. Kliinilised arstid teatasid, et uue disainiga tera kasutamisel oli operatsioon stabiilsem, lõikamine oli suurem"sünkroonis käega", ning veresoonterikaste viskoossete kudede käsitsemisel säilis operatsioonivälja selgus pikemat aega, vähendades loputuste arvu ja muutes operatsioonirütmi sujuvamaks.

Teadus- ja arendustegevuse strateegia ja filosoofia:

Me usume:"Suurepärane tera disain on staatika, dünaamika ja vedeliku dünaamika harmooniline tants mikroskoopilisel skaalal."Meie uurimis- ja arendusstrateegia on kasutada mitme{0}}füüsikavälja simulatsioonitööriistu, et teisendada ebamääraseid kliinilisi nõudeid, nagu'hea tunne', 'sujuv lõikamine'ja"mitte ummistumist"täpseteks geomeetrilisteks parameetriteks ja füüsikalisteks näitajateks. Me ei kujunda mitte ainult tera kuju, vaid ka"lähtetee"kudede jääkidest. Oleme pühendunud sellele, et kujundada iga lõige tõhusaks ja juhitavaks mikro-süsteemiks.

Tuleviku väljavaade:

Tulevikus liigume selle poole"adaptiivne geomeetria"ja"intelligentne vooluvälja juhtimine."Uurimissuundade hulka kuuluvad: intelligentsete materjalistruktuuride väljatöötamine, mis suudavad lõikeserva nurka automaatselt reguleerida vastavalt koormuse pöördemomendile; tera mikro-andurite integreerimise uurimine lõikejõu, temperatuuri ja ummistuse oleku reaalajas jälgimiseks ning tagasiside juhtimine pöörlemiskiiruse või loputusvoolu reguleerimise kaudu; täiustatud vedeliku põhimõtete, näiteks kavitatsiooniefekti kasutamise uurimine viskoossete kudede puhastamise tõhususe parandamiseks. Meie eesmärk on teha höövelterast nutikas terminal"keskkonnataju - otsuse-tegemine - täitmine"võimalused, muutes kirurgilise hööveldamise enneolematult täpseks, lihtsaks ja ohutuks.