مستشعر ضغط عالي الدقة للأدوات الجراحية الروبوتية

طور فريق علمي تابع لجامعة سنغافورة الوطنية جهاز استشعار ضغط حساس للغاية يمكنه توفير ردود فعل لمسية للجراحين الذين يستخدمون أدوات تنظير البطن أو للاستخدام في القابضون الآليين كجزء من الأنظمة الجراحية الروبوتية. 

هذه التقنية مستوحاة من سطح ورقة اللوتس، وهو حساس للغاية للضغط الذي تمارسه قطرات الماء الصغيرة وسوف يصدها. كما أن هذا المستشعر حساس للغاية، حيث يستخدم طبقة مدمجة من الهواء لاكتشاف التغيرات الصغيرة في الضغط، وطبقة خارجية داخلية لتقليل الاحتكاك. 

يمكن أيضًا تصغير الأجهزة التي يطلق عليها اسم “eAir” إلى بضعة ملليمترات فقط، مما يجعلها مناسبة تمامًا لإدراجها في أجهزة تنظير البطن.

تحديات فريدة

وقال بنجامين تي، الباحث المشارك في الدراسة: “إن إجراء العمليات الجراحية باستخدام أدوات الإمساك يمثل تحديات فريدة من نوعها”. “إن التحكم الدقيق والإدراك الدقيق للقوى المطبقة أمر بالغ الأهمية، ولكن الأدوات التقليدية قد تكون قاصرة في بعض الأحيان، مما يجعل الجراحين يعتمدون بشكل كبير على الخبرة، وحتى الحدس. ومع ذلك، فإن إدخال أجهزة استشعار eAir الناعمة والقابلة للتكامل بسهولة يمكن أن يغير قواعد اللعبة.

مراقبة الجمجمة

تم إلهام هؤلاء الباحثين لتطوير مستشعر ضغط جديد لاستخدامه في الجراحة طفيفة التوغل وأيضًا لمراقبة الضغط داخل الجمجمة. تميل أجهزة استشعار الضغط التقليدية إلى أن تكون ضخمة الحجم وغير متسقة في قياساتها، وغالبًا ما يتم تصنيعها باستخدام مواد صلبة تمنع حساسيتها.  

“عندما يقوم الجراحون بإجراء عمليات جراحية طفيفة التوغل مثل الجراحة بالمنظار أو الجراحة الروبوتية، يمكننا التحكم في فكي الممسكات، لكننا غير قادرين على الشعور بما يمسكه المستجيبون النهائيون،” كان كان هونغ لينغ، الجراح المطلع على بحث. “وبالتالي، يتعين على الجراحين الاعتماد على حاسة البصر لدينا وسنوات من الخبرة لإصدار حكم بشأن المعلومات الهامة التي يمكن أن توفرها حاسة اللمس لدينا”.

أوراق اللوتس

استلهم فريق سنغافورة من حساسية أوراق اللوتس لقطرات الماء الصغيرة المتساقطة، حيث تطرد الأوراق القطرات بسرعة. قال تي: “يستطيع المستشعر، الذي يشبه مقياس السعة المصغر، اكتشاف تغيرات الضغط الدقيقة – مما يعكس حساسية ورقة اللوتس للمسة خفيفة للغاية لقطرة ماء”.

وقال هونغ لينغ: “إن ردود الفعل اللمسية أو اللمسية التي توفرها أجهزة استشعار الضغط الذكية لديها القدرة على إحداث ثورة في مجال الجراحة طفيفة التوغل”. “على سبيل المثال، توفر المعلومات حول ما إذا كان النسيج الذي يتم إمساكه صلبًا أو صلبًا أو ناعمًا مصدرًا إضافيًا ومهمًا للمعلومات لمساعدة الجراحين في اتخاذ قرارات حكيمة أثناء الجراحة. وفي نهاية المطاف، فإن هذه الفوائد أثناء العملية الجراحية لديها القدرة على أن تترجم إلى نتائج جراحية ومريضية محسنة.