ประกาศผล:

เราได้วิเคราะห์และกำหนดมาตรฐานใหม่สำหรับ"ประสิทธิภาพการตัดแบบไดนามิก"ของใบมีดตัดผ่านกล้อง ด้วยการบูรณาการการจำลองพลศาสตร์ของไหลด้วยคอมพิวเตอร์ การศึกษาทางชีวกลศาสตร์ของเนื้อเยื่อชีวภาพ และเทคนิคการประมวลผลระดับจุลภาค-ที่แม่นยำ เราจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพรูปทรงของขอบใบมีด ช่องของไหลของร่องกำจัดเศษ และโครงสร้างสมดุลไดนามิกโดยรวมได้สำเร็จ สิ่งนี้ช่วยให้ใบมีดของเราไม่เพียงแต่มีความคมในสภาวะคงที่เท่านั้น แต่ยังให้ประสิทธิภาพการตัดสูงสุด ลดความเสียหายของเนื้อเยื่อ และรับประกันการขจัดเศษที่ราบรื่นระหว่างการหมุนด้วยความเร็วสูง- ได้กำหนดกระบวนทัศน์ทางวิศวกรรมใหม่เพื่อการตัดที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัย

จุดปวดของการวิจัยและพัฒนา:

การออกแบบใบมีดตัดแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับประสบการณ์ และไม่มีการวิจัยอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับกระบวนการตัดและการกำจัดเศษที่เกิดขึ้นจริงในระหว่างการหมุน-ด้วยความเร็วสูง ปัญหาที่พบบ่อย ได้แก่: ในระหว่างการตัด เนื้อเยื่อจะยืดออกมากเกินไปแทนที่จะถูกตัดออกอย่างมีประสิทธิภาพ เพิ่มความเสี่ยงที่จะมีเลือดออก เศษเนื้อเยื่อที่ถูกตัด (โดยเฉพาะเนื้อเยื่อเหนียว) มีแนวโน้มที่จะอุดตันหัวใบมีดหรือท่อดูดทำให้การผ่าตัดหยุดชะงักและแพทย์ต้องล้างและทำความสะอาดซ้ำหลายครั้ง ใบมีดอาจสั่นที่ความเร็วการหมุนสูง ส่งผลต่อความรู้สึกและความแม่นยำในการทำงาน และแม้กระทั่งทำให้เกิดการหลุดออกโดยไม่ตั้งใจและการบาดเจ็บต่อเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีโดยรอบ แพทย์จำเป็นต้องมี"ปราดเปรื่อง"ใบมีดที่สามารถ"แข็งขัน"จับตัดอย่างเรียบร้อยและ"อย่างมีประสิทธิภาพ"ขนย้ายเนื้อเยื่อโดยกระบวนการทั้งหมดไหลลื่นเหมือนสายน้ำไหล

นวัตกรรมเทคโนโลยีหลัก:

นวัตกรรมของเราเกี่ยวข้องกับการยกระดับการออกแบบใบมีดจาก"เรขาคณิตคงที่"มิติสู่"ระบบไดนามิก"มิติ:

• การเพิ่มประสิทธิภาพของรูปทรงคมตัด:เราไม่เพียงแค่แสวงหาความคมขั้นสูงสุด (คมตัดบางมีแนวโน้มที่จะบิ่นและแตกร้าว) แต่ยังรวมถึงการออกแบบด้วย"ฟันไมโคร-"หรือ"พื้นผิวเอียงหลาย-"คมตัดแบบคอมโพสิต ด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบอันจำกัด เราปรับมุมตัด มุมคาย และมุมหลบให้เหมาะสมเพื่อสร้างความเข้มข้นของความเครียดเฉพาะที่เมื่อตัดเป็นเนื้อเยื่อ เพื่อให้บรรลุผลสำเร็จ"ไมโคร-ระเบิด"การตัดแทนที่จะบีบอัดและฉีกขาด จึงช่วยลดการดึงเนื้อเยื่อรอบข้าง ในเวลาเดียวกัน รูปทรงเรขาคณิตพิเศษของคมตัดสามารถสร้างด้านในได้"ดูด"แรงระหว่างการหมุนช่วยให้จับเนื้อเยื่อเป้าหมายได้อย่างมั่นคง
• การออกแบบร่องกำจัดเศษของ Fluid Dynamics:เราถือว่าร่องถอดเศษของใบมีดเป็นช่องของเหลวขนาดเล็ก ด้วยการจำลองพลศาสตร์ของไหลด้วยคอมพิวเตอร์ เราปรับรูปร่างหน้าตัด- ความลึก มุมเกลียว และการตกแต่งพื้นผิวของร่องให้เหมาะสม เมื่อใบมีดหมุนด้วยความเร็วสูง ร่องจะทำให้เกิดกระแสน้ำวนแรงดันลบในแนวแกน-ที่มั่นคง กระแสน้ำวนนี้สามารถทำหน้าที่เหมือนก"ทอร์นาโด"กระตือรือร้น"ดูด"เศษเนื้อเยื่อที่ตัดเข้าไปในส่วนลึกของร่องและนำออกผ่านเพลากลวง ป้องกันไม่ให้เศษสะสมและปิดกั้นที่หน้าต่างหัวใบมีดได้อย่างมีประสิทธิภาพ พื้นผิวกระจกเงาพิเศษ-ของร่องยังช่วยลดความต้านทานของของเหลวอีกด้วย
• การออกแบบสมดุลแบบไดนามิกและการลดการสั่นสะเทือน:เราทำการสอบเทียบเครื่องชั่งแบบไดนามิกความเร็วสูง-สำหรับการออกแบบเบลดแต่ละแบบ ด้วยการกระจายน้ำหนักที่แม่นยำหรือการกำจัดวัสดุ เรารับประกันว่าจุดศูนย์ถ่วงของใบมีดจะสอดคล้องกับแกนการหมุนอย่างสมบูรณ์แบบที่หลายหมื่นรอบต่อนาที โดยจะควบคุมความกว้างของการสั่นสะเทือนให้อยู่ในระดับไมโครมิเตอร์ สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความรู้สึกในการใช้งานเท่านั้น (กำจัด"มือชา"ความรู้สึก) แต่ยังช่วยลดความเสียหายของเนื้อเยื่อโดยไม่ได้ตั้งใจและความเครียดจากความเมื่อยล้าที่จุดเชื่อมต่อใบมีดเนื่องจากการสั่นสะเทือนได้อย่างมาก

กลไกการออกฤทธิ์:

กลไกหลักของการดำเนินงานคือการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพและการจัดการของเหลวแบบแอคทีฟ รูปทรงของคมตัดที่ได้รับการปรับปรุงจะแปลงพลังงานจลน์ในการหมุนของมอเตอร์เป็นแรงเฉือนบนเนื้อเยื่อเป้าหมายในลักษณะที่มีความเข้มข้นมากที่สุดโดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด ทำให้ได้"สะอาดและมีประสิทธิภาพ"การตัด ในขณะเดียวกัน ใบมีดที่กำลังหมุนก็จะกลายเป็น"ปั๊มหอยโข่ง"และเครื่องกำเนิดเอฟเฟกต์เวนทูรี ร่องกำจัดเศษที่ได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสมเมื่อหมุน ด้วยรูปทรงพิเศษจะช่วยนำทางของเหลวในเนื้อเยื่อและการไหลเวียนของอากาศเพื่อสร้างสนามวนกระแสน้ำวน-ความเร็วสูงและต่ำ- สนามกระแสน้ำวนนี้มีเอฟเฟกต์สองประการ: หนึ่งคือการสร้างพลังที่แข็งแกร่ง"ดูด"และ"ขนส่ง"บังคับกับเศษที่เพิ่งตัดใหม่เพื่อทำความสะอาดแผลทันที อีกประการหนึ่งคือรูปแบบก"อุปสรรคของเหลว"ที่หน้าต่างหัวใบมีด ไล่ทิชชู่ที่เกาะติดใหม่ออกอย่างต่อเนื่อง และรักษาทัศนวิสัยที่ชัดเจนของหน้าต่าง ความสมดุลแบบไดนามิกช่วยให้แน่ใจว่ากระบวนการทางกลทั้งหมดนี้เกิดขึ้นบนแพลตฟอร์มที่มั่นคงและควบคุมได้

การตรวจสอบประสิทธิภาพ:

ในการทดสอบการตัดเนื้อเยื่อจำลอง ใบมีดที่ออกแบบมาอย่างเหมาะสมที่สุดของเราเมื่อเปรียบเทียบกับใบมีดแบบดั้งเดิมที่มีข้อกำหนดเดียวกัน จะช่วยลดเวลาที่ต้องใช้ในการตัดพื้นผิวและปริมาตรเดียวกันของเนื้อเยื่อจำลองลงประมาณ 25% และลดแรงฉุดด้านข้างของเนื้อเยื่อจำลองในระหว่างกระบวนการตัดลงประมาณ 40% ภายใต้การถ่ายภาพความเร็วสูง- ประสิทธิภาพการกำจัดเศษเพิ่มขึ้นมากกว่า 50% และโดยพื้นฐานแล้วปรากฏการณ์การอุดตันก็ถูกกำจัดออกไป ข้อมูลการทดสอบการสั่นสะเทือนแสดงให้เห็นว่าที่ความเร็วการหมุนสูงสุดที่กำหนด ค่าความเร่งการสั่นสะเทือนที่ด้ามจับใบมีดของใบมีดของเราต่ำกว่าค่าเฉลี่ยในอุตสาหกรรมถึง 60% แพทย์คลินิกรายงานว่าเมื่อใช้ใบมีดดีไซน์ใหม่ การทำงานมีเสถียรภาพมากขึ้น การตัดก็มากขึ้น"ประสานกับมือ"และในการจัดการกับเนื้อเยื่อหนืดที่อุดมไปด้วยหลอดเลือด ความชัดเจนของช่องการผ่าตัดจะคงอยู่เป็นเวลานานขึ้น ลดจำนวนครั้งของการล้างและทำให้จังหวะการผ่าตัดราบรื่นยิ่งขึ้น

กลยุทธ์และปรัชญาการวิจัยและพัฒนา:

เราเชื่อว่า:"การออกแบบใบมีดที่ยอดเยี่ยมคือการเต้นของสถิตศาสตร์ ไดนามิก และไดนามิกของไหลที่กลมกลืนกันในระดับจุลภาค"กลยุทธ์การวิจัยและพัฒนาของเราคือการใช้เครื่องมือจำลองสนามฟิสิกส์หลาย- เพื่อแปลงข้อกำหนดทางคลินิกที่คลุมเครือ เช่น'รู้สึกดี', 'การตัดเรียบ', และ'ไม่อุดตัน'เป็นพารามิเตอร์ทางเรขาคณิตและตัวชี้วัดทางกายภาพที่แม่นยำ เราไม่เพียงแต่ออกแบบรูปทรงของใบมีดเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการออกแบบด้วย'เส้นทางออกเดินทาง'ของเศษเนื้อเยื่อ เรามุ่งมั่นที่จะกำหนดรูปแบบทุกขั้นตอนให้เป็นวิศวกรรมระบบไมโคร-ที่มีประสิทธิภาพและควบคุมได้

แนวโน้มในอนาคต:

ในอนาคตเราจะก้าวไปสู่"เรขาคณิตแบบปรับตัว"และ"การควบคุมสนามการไหลอัจฉริยะ"ทิศทางการวิจัย ได้แก่ การพัฒนาโครงสร้างวัสดุอัจฉริยะที่สามารถปรับมุมคมตัดได้โดยอัตโนมัติตามแรงบิดในการรับน้ำหนัก ค้นคว้าเกี่ยวกับการบูรณาการเซ็นเซอร์ไมโคร-บนใบมีดเพื่อตรวจสอบแรงตัด อุณหภูมิ และสถานะการอุดตันแบบเรียลไทม์ และดำเนินการควบคุมผลป้อนกลับโดยการปรับความเร็วในการหมุนหรือการไหลฟลัช สำรวจการใช้หลักการของของไหลขั้นสูง เช่น ผลกระทบจากการเกิดโพรงอากาศ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการล้างเนื้อเยื่อหนืด เป้าหมายของเราคือการทำให้ใบมีดไสกลายเป็นเทอร์มินัลอัจฉริยะ"การรับรู้ด้านสิ่งแวดล้อม - การตัดสินใจ- การดำเนินการ -"ทำให้การวางแผนการผ่าตัดแม่นยำ ง่าย และปลอดภัยอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน