Magnetic robotics obviate the physical connections between the actuators and end effectors resulting in ultra-minimally invasive surgeries. Even though such a wireless actuation method is highly advantageous in medical applications, the trade-off between the applied force and miniature magnetic end effector dimensions has been one of the main challenges in practical applications in clinically relevant conditions. This trade-off is crucial for applications where in-tissue penetration is required (e.g., needle access, biopsy, and suturing). To increase the forces of such magnetic miniature end effectors to practically useful levels, we propose an impact-force-based suturing needle that is capable of penetrating into in-vitro and ex-vivo samples with 3-DoF planar freedom (planar positioning and in-plane orienting). The proposed optimized design is a custom-built 12 G needle that can generate 1.16 N penetration force which is 56 times stronger than its magnetic counterparts with the same size without such an impact force. By containing the fast-moving permanent magnet within the needle in a confined tubular structure, the movement of the overall needle remains slow and easily controllable. The achieved force is in the range of tissue penetration limits allowing the needle to be able to penetrate through tissues to follow a suturing method in a teleoperated fashion. We demonstrated in-vitro needle penetration into a bacon strip and successful suturing of a gauze mesh onto an agar gel mimicking a hernia repair procedure.


翻译:磁机器人避免了驱动器和终端效应器之间的物理联系,从而导致超小型侵入性手术。尽管这种无线起动法在医疗应用中非常有利,但应用力和微型磁性终端效应尺寸之间的权衡是临床相关条件下实际应用方面的主要挑战之一。这种权衡对于需要组织内渗透的应用(例如针头接触、生物检查和脉冲)至关重要。为了将这种磁性微型终端效应器的力量提高到实际有用的水平,我们提议采用一种基于冲击力的修补针,能够穿透到活性与前动样本,并具有3-多福平板自由(平板定位和机内定向)的权衡。拟议的优化设计是定制的12G针,可产生1.16N渗透力,比磁性对等的磁性对等强度强56倍,而没有这种冲击力。通过在有限的管状结构中将可快速移动的磁性磁性植根,我们提议在总体组织内插入活性活性和前活性样本样本中移动一个成功的刺透性组织系统,在整体上,一个成功的组织内,一个成功的刺穿透性组织内,一个成功的组织内,一个顺利地进入一个运动,一个成功的刺入到一个成功的组织,一个成功的组织,一个成功的组织,一个成功的组织,一个成功的组织,一个成功的刺入到一个顺利地。

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机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械(如机器狗,机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

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