สามารถใช้สายเคเบิล M8 เพื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ในหุ่นยนต์ผ่าตัดได้หรือไม่?

一ลักษณะทางเทคนิคของตัวเชื่อมต่อ M8 และการปรับตัวให้เข้ากับสถานการณ์การผ่าตัด
1. การออกแบบขนาดเล็กตรงตามข้อ จำกัด ด้านพื้นที่
พื้นที่ร่วมของหุ่นยนต์ผ่าตัดนั้นแคบและตัวเชื่อมต่อแบบดั้งเดิมมีแนวโน้มที่จะรบกวนทางกลเนื่องจากปริมาณมาก เส้นผ่านศูนย์กลางเธรดของขั้วต่อ M8 นั้นอยู่ห่างออกไปเพียง 8 มม. เท่านั้นและความสูงของปลั๊กสามารถบีบอัดได้ภายใน 15 มม. รองรับเค้าโครงสายเคเบิลหลัก 3-6 และสามารถฝังได้ที่ปลายแขนหุ่นยนต์หรือภายในโมดูลเซ็นเซอร์ ตัวอย่างเช่นในหุ่นยนต์ศัลยกรรม DA Vinci แขนหุ่นยนต์จำเป็นต้องรวมเซ็นเซอร์แรงและเซ็นเซอร์ตำแหน่งหลายชุด การออกแบบขนาดเล็กของ M8 สามารถลดความซ้ำซ้อนของสายเคเบิลความเฉื่อยการเคลื่อนไหวที่ลดลงและปรับปรุงความยืดหยุ่นในการดำเนินงาน
2. ระดับการป้องกันที่สูงทำให้มั่นใจได้ว่าสภาพแวดล้อมที่ผ่านการฆ่าเชื้อ
ห้องผ่าตัดจะต้องปฏิบัติตามมาตรฐาน ISO 13485 ที่ผ่านการฆ่าเชื้ออย่างเคร่งครัดและขั้วต่อ M8 ได้รับการออกแบบด้วยการป้องกัน IP67 เพื่อป้องกันการเจาะของเหลวและการบุกรุกของฝุ่น O - โครงสร้างการปิดผนึกแหวนและกระบวนการฉีดขึ้นรูปแบบฉีดแบบบูรณาการสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและการทำหมันความดันสูง (134 องศา /18 นาที) หลีกเลี่ยงความเสี่ยงของวงจรลัดวงจรที่เกิดจากการปิดผนึกของขั้วต่อแบบดั้งเดิม ตัวอย่างเช่นตัวเชื่อมต่อล็อคอย่างรวดเร็ว 718 ซีรีส์ที่เปิดตัวโดย บริษัท เยอรมัน Pentax ได้ผ่านการรับรองระดับการแพทย์และการเชื่อมต่อที่เชื่อถือได้ระหว่างเซ็นเซอร์และคอนโซลในหุ่นยนต์ส่องกล้อง
3. การเสียบอย่างรวดเร็วและถอดปลั๊กช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการบำรุงรักษา
หุ่นยนต์ผ่าตัดต้องการการเปลี่ยนหัวเครื่องมือบ่อยครั้งและกลไกการล็อคอย่างรวดเร็วของขั้วต่อ M8 สามารถลดเวลาในการเปลี่ยนเครื่องมือให้น้อยกว่า 3 วินาที การออกแบบอย่างรวดเร็วไม่จำเป็นต้องใช้การหมุนโดยหลีกเลี่ยงการสัมผัสที่ไม่ดีที่เกิดจากเธรดหลวม ในหุ่นยนต์ศัลยกรรมกระดูกและข้อเซ็นเซอร์แรงจำเป็นต้องตรวจสอบแรงขุดเจาะแบบเรียลไทม์และคุณลักษณะการถอดประกอบอย่างรวดเร็วของ M8 รองรับการสอบเทียบอย่างรวดเร็วในระหว่างการผ่าตัดลดเวลาการดมยาสลบของผู้ป่วย
2, ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์หุ่นยนต์ผ่าตัดสำหรับตัวเชื่อมต่อ
1. เรียลไทม์และต่อต้าน - ประสิทธิภาพการรบกวนของการส่งสัญญาณ
หุ่นยนต์ผ่าตัดจำเป็นต้องประมวลผลสัญญาณการสุ่มตัวอย่างความถี่สูง - (เช่นอัตราการสุ่มตัวอย่างเซ็นเซอร์แรงมากกว่าหรือเท่ากับ 1kHz) และตัวเชื่อมต่อ M8 รองรับการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นในหุ่นยนต์ neurosurgical เซ็นเซอร์ไมโครอิเล็กโทรดจำเป็นต้องจับสัญญาณปัจจุบันระดับนาโน ตัวเชื่อมต่อ M8 ได้รับการออกแบบด้วยสายเคเบิลป้องกันและสายเคเบิลคู่บิดเพื่อควบคุมสัญญาณ - ถึง - อัตราส่วนเสียงรบกวนด้านล่าง -80dB ทำให้มั่นใจได้ว่าการได้มาของสัญญาณ EEG แม่นยำ
2. ความเสถียรทางกลและความทนทาน
ข้อต่อของหุ่นยนต์ผ่าตัดจำเป็นต้องทนต่อการเคลื่อนไหวของวงจรหลายหมื่นครั้งและขั้วต่อ M8 ใช้เปลือกสแตนเลสและทองคำ - ผู้ติดต่อชุบซึ่งสามารถทนต่อการแทรกและการสกัดได้ 100,000 ครั้ง โครงสร้างการล็อคแบบเกลียวสามารถทนต่อแรงบิด 5N · m หลีกเลี่ยงการเชื่อมต่อที่หลวมที่เกิดจากการสั่นสะเทือน ในหุ่นยนต์กำจัดต่อมลูกหมากเซ็นเซอร์มีดอัลตราโซนิกจำเป็นต้องทำงานอย่างต่อเนื่องนานกว่า 2 ชั่วโมงและขั้วต่อ M8 จะขยายช่วงอุณหภูมิการทำงานให้กับ -40 องศาไปยัง +105 ระดับผ่านเทอร์โมพลาสติกอีลาสโตเมอร์ (TPE)
3. การออกแบบซ้ำซ้อนช่วยให้มั่นใจในความปลอดภัย
ตาม IEC 60601 - 1 มาตรฐานความปลอดภัยทางการแพทย์หุ่นยนต์ผ่าตัดต้องใช้เซ็นเซอร์สองช่องทางซ้ำซ้อน ตัวเชื่อมต่อ M8 รองรับเค้าโครงสายเคเบิลหลายคอร์และสามารถส่งสัญญาณจากเซ็นเซอร์หลักและเซ็นเซอร์สำรองได้พร้อมกัน ตัวอย่างเช่นในหุ่นยนต์บายพาสหัวใจตัวเข้ารหัสออปติคัลและตัวเข้ารหัสแม่เหล็กทำงานควบคู่ไปกับคู่ขนานและขั้วต่อ M8 ได้รับการจัดสรรผ่านการติดต่ออิสระเพื่อให้แน่ใจว่าระบบยังสามารถรักษาฟังก์ชั่นพื้นฐานในกรณีที่เซ็นเซอร์ล้มเหลวเดียว
3 กรณีแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมและการตรวจสอบประสิทธิภาพ
1. Da Vinci XI หุ่นยนต์ผ่าตัด
ระบบใช้ตัวเชื่อมต่อ M8 เพื่อส่งสัญญาณเซ็นเซอร์แรงที่ข้อต่อของแขนหุ่นยนต์และบรรลุการส่งข้อมูลแบบซิงโครนัสของแรง/แรงบิดผ่าน 4 - สายเคเบิลป้องกันแกน ข้อมูลการทดสอบแสดงให้เห็นว่าความล่าช้าของสัญญาณน้อยกว่า 0.1ms ตรงตามข้อกำหนดเวลา - จริงของการควบคุมหลัก ในการผ่าตัดต่อมลูกหมากความถูกต้องของข้อเสนอแนะแรงสูงถึง 0.1N ซึ่งสูงกว่าตัวเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม 30%
2. หุ่นยนต์ศัลยกรรมกระดูกและข้อ Mako
ระบบรวมตัวเชื่อมต่อ M8 ในโมดูลตำแหน่งโคนขาสำหรับส่งข้อมูลเซ็นเซอร์นำทางอินฟราเรด ระดับการป้องกัน IP68 ของมันสามารถทนต่อการล้างของเหลวในระหว่างการผ่าตัดและขั้วต่อมีอายุการใช้งานมานานกว่า 5 ปี ข้อมูลทางคลินิกแสดงให้เห็นว่าการใช้ตัวเชื่อมต่อ M8 ช่วยลดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งของอุปกรณ์จาก 0.5 มม. เป็น 0.2 มม. ปรับปรุงความแม่นยำของการปลูกถ่ายอวัยวะเทียมอย่างมีนัยสำคัญ
3. หุ่นยนต์ศัลยกรรมกระดูกและข้อ Tianji
ระบบใช้ตัวเชื่อมต่อ M8 เพื่อส่งสัญญาณ X - สัญญาณเครื่องตรวจจับเรย์ใน C - อุปกรณ์การถ่ายภาพแขนและสูง - เทคโนโลยีการส่งสัญญาณที่แตกต่างกันจะเพิ่มอัตราการรีเฟรชภาพเป็น 30 เฟรมต่อวินาทีซึ่งสูงกว่าตัวเชื่อมต่อแบบดั้งเดิม 50% ในการผ่าตัดกระดูกสันหลังจริง - การถ่ายภาพการถ่ายภาพเวลาน้อยกว่า 50ms ตรงตามข้อกำหนดของการนำทางแบบไดนามิก
4, ความท้าทายทางเทคนิคและทิศทางการเพิ่มประสิทธิภาพ
1. การย่อขนาดและความสมดุลของประสิทธิภาพ
เส้นผ่านศูนย์กลางแกนต่ำสุดของตัวเชื่อมต่อ M8 ปัจจุบันคือ 0.14mm ²ซึ่งทำให้เกิดปัญหาการลดทอนเมื่อส่งสัญญาณความถี่สูง - ในอนาคตมีความจำเป็นต้องใช้วัสดุสูญเสียต่ำ (เช่น polyimide) และปรับเค้าโครงสายเคเบิลให้เหมาะสมเพื่อควบคุมอัตราการลดทอนสัญญาณภายใน 0.5dB/m
2. การปรับปรุงความเข้ากันได้ทางชีวภาพ
หุ่นยนต์ผ่าตัดจำเป็นต้องติดต่อเนื้อเยื่อผู้ป่วยโดยตรงและวัสดุของตัวเชื่อมต่อ M8 จะต้องได้รับการอัพเกรดจาก PA66 เป็น PPSU เกรดทางการแพทย์ที่ได้รับการรับรองโดย USP Class VI เพื่อหลีกเลี่ยงความเสี่ยงของการตกตะกอนของวัสดุในช่วงระยะยาว - การใช้คำ
3. การรวมอัจฉริยะ
เมื่อรวมเทคโนโลยี IoT ตัวเชื่อมต่อ M8 สามารถรวมเซ็นเซอร์อุณหภูมิและชิปวินิจฉัยตนเองเพื่อตรวจสอบสถานะการเชื่อมต่อในเวลาจริง - เวลา ตัวอย่างเช่นโดยการฝังแท็ก NFC การระบุตัวตนอัตโนมัติและการกำหนดค่าพารามิเตอร์ของเครื่องมือผ่าตัดสามารถทำได้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเตรียมการก่อนการผ่าตัด