Kahvipaksuilla on monenlaisia käyttötapoja sen sijaan, että sinut sumutetaan, hajujen poistamisesta jääkaapista puutarhan lannoittamiseen. Nenän ja kurkun leikkaus ei ole selvä lisä tähän luetteloon, mutta Vanderbiltin yliopiston insinöörien uusi keksintö käyttää murskattuja kahvipapuja päänleikkauksen kuvantamistekniikan tarkentamiseksi.
Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka aivokirurgia on kuin lentävä? Laita kuulokkeet selville
- Kuinka uusi Motion Capture Tech -näyttelijä muutti olennot "Apinan planeetan koittoon"
"Alun perin kutsuimme sitä kahvikypäräksi", sanoo Richard Hendrick, yliopiston Medical Engineering and Discovery Lab -opiskelija. Hänen joukkueensa "rakeinen tukoskorkki". Kahvitäytetty korkki luotiin ratkaisemaan teknisen tarkkuuden ongelma.
Viime vuosikymmenen aikana kuvaohjattu kirurgia on mullistellut nenä- ja kurkkukirurgiat, joiden avulla lääkärit voivat seurata instrumenttejaan potilaan kehossa reaaliajassa tarpeettoman leikkaamisen välttämiseksi, etenkin herkissä endoskooppisissa leikkauksissa, jotka toimivat nenän läpi tai erittäin hyvin pienet viillot. Nykyään tekniikkaa käytetään lähes miljoonaan neurokirurgiseen toimenpiteeseen vuodessa. Toimintaa varten kirurgien on kuitenkin kyettävä kartoittamaan tarkkaan alue, jolla leikkataan, ennen leikkausta. Ne CT- tai MRI-skannaavat potilaan pään 3D-mallin luomiseksi ja käyttävät sitten tietokoneohjelmaa mallin linjaamiseksi todellisen potilaan kanssa leikkauspöydällä.
Usein tämä "rekisteröinti" -prosessi tehdään kiinnittämällä kohteita, joita kutsutaan "viitejulkaisuiksi", jotka muistuttavat pisteitä, joita CGI-merkkeiksi muunnetut näyttelijät käyttävät, potilaan päähän kallon piirteiden seuraamiseksi. Potilaan yläpuolella oleva kamera kohdistaa 3D-mallin pisteiden sijainnin perusteella, jolloin lääkärit voivat katsoa näyttöä leikkauksen aikana ja nähdä reaaliajassa missä he ovat potilaan pään sisällä.
Kun Hendrick sanoo, että nämä skannaustekniikat ovat oikein, ne ovat tarkkoja "alle millimetriin", mutta leikkauksia tarkkaillessaan hän ja hänen tiiminsä näkivät tapaukset, joissa kirurgit lopulta ajaisivat työkalunsa alueille, joita heidän näytönsä mukaan heille ei pitäisi antaa. t olla käynnissä, mikä tarkoittaa, että skannaus oli väärä. Tämä voi johtaa siihen, että leikkaukset kestävät kauemmin, koska kirurgit eivät voi enää luottaa työkaluihinsa, Hendrick huomautti, ja vääränlainen leikkaus voi aiheuttaa vahingossa vaurioita.
"Tarkastelimme sitä esimerkiksi:" Mitä helvettiä tapahtuu? "", Hendrick sanoo. Lopulta he tajusivat, että ongelma oli rekisteröintiprosessissa, erityisesti näissä pisteissä. Pisteiden vahingossa tapahtuva liikkuminen skannauksen tai leikkauksen aikana heikentää 3D-mallin suuntausta, Hendrick sanoo. Siirtymän oli järkyttävän helppoa, koska ihon iho on taipuisa ja joustava ja kallo on sileä ja vaikea tarttua. Jopa tiukka uimalakki, Hendrickin joukkue löysi, oli herkkä pienille peruukille, joko potilaan tahattomasta liikkeestä tai korkin tarttuvista kaapeleista, ja jopa millimetrien virheellinen kalibrointi voisi riittää johtamaan huonoon leikkaukseen.
"Pää on melko kuin muna", Hendrick sanoo. "Ei ole paljon geometriaa, jota voimme tarttua hyvin."
Tämän ongelman ratkaisemiseksi Hendrickin joukkue kysyi inspiraatiota innovatiiviseen laitteeseen, jonka Cornellin yliopiston insinöörit loivat vuonna 2010. Tämä "universaali robottiventtiili" käyttää tyhjiöön kiinnitetyllä kahvipuristeella täytettyä palloa "käden" luomiseksi, joka voi tarttua mihin tahansa. Pallo ja jauhot ovat löysällä, kunnes tyhjiö aktivoituu, joka vetää kahvihiukkaset tiukasti toisiaan vasten muodostaen tilapäisen kiinteän aineen. Jos ilmapallo painetaan esinettä vasten löysällä, tyhjiön aktivoiminen saa kahvijauheet muodostamaan tiukan otteen esineen ympärille.
Hendrickin joukkue loi kahvijauheilla täytetyn korkin tehdäksesi saman pään kanssa. Kun ilma imetään korkista, se muodostaa pään tiiviin tiivisteen, joka estää korkkiin kiinnitettyjen pisteiden liikkumisen.
"Se on todella, todella muodostunut jäykällä tavalla anatomiaan", sanoo Hendrick, joka on kokeillut korkilla useita kertoja, kuvailessaan sitä tuntuvan kuin olisit jotain ”kiintokovaa” kiinnitettyäsi pään päälle, mutta ilman kipua. "Siitä on tullut jotain, joka on todella parantanut näiden rekisteröintien tarkkuutta melko vähän."
Hendrickin tiimi on hakenut laitteelleen patenttia ja etsii nyt yhteistyökumppania auttamaan sitä saamaan viranomaislupia ja tuomaan sen leikkaussaliin seuraavien vuosien aikana. Pian kahvi voi olla tärkeä rooli leikkauksissa sen lisäksi, että pitää lääkärit hereillä.
