Casquilhos lineares e de deslizamento precisos e sem folga para robôs assistentes em cirurgia

Perfil

• O que era necessário: carril de guia e carruagens drylin N, rolamentos de plástico iglidur
• Requisitos: rolamentos de alta precisão, absolutamente sem folgas, que devem ser fáceis de limpar sob as elevadas especificações clínicas. Para além disso, não era permitida a utilização de lubrificantes nas chumaceiras.
• Setor: tecnologia médica
• Sucesso para o cliente: graças aos rolamentos de plástico utilizados, foi desenvolvido, construído e avaliado pela primeira vez um guia de instrumentos cirúrgicos ancorado no osso, de aplicação universal, reutilizável e adaptável ao paciente específico.

A cirurgia de implante coclear minimamente invasiva é uma técnica cirúrgica nova e suave para o tratamento da surdez neurossensorial e da perda auditiva profunda. Esta técnica requer a criação de um acesso ao ouvido interno desde a superfície do crânio até ao giro basal da cóclea, que pode estar até 35 mm abaixo do crânio. Uma vez que os desvios do ponto-alvo a uma profundidade de 35 mm não devem ser superiores a 0,5 mm, é necessário um sistema de assistência que permita uma orientação translacional intra-operatória altamente precisa dos instrumentos. Por conseguinte, foi desenvolvido um robô cinemático paralelo passivo e miniaturizado, que pode ser fixado de forma rígida diretamente ao crânio do doente com três articulações básicas. Nesta função, o robô paralelo fornece um guia linear para a criação do acesso minimamente invasivo, que pode ser equipado com instrumentos cirúrgicos e personalizado para cada doente através de seis actuadores de impulso de comprimento ajustável.
Para além dos requisitos técnicos, as condições-limite relativas à utilização clínica também devem ser tidas em conta na implementação da guia linear. Devido aos elevados requisitos de precisão da cirurgia, todos os rolamentos e articulações do robot devem ser tão rígidos quanto possível e absolutamente livres de folgas. O mesmo se aplica à guia linear para segurar uma ferramenta de perfuração cirúrgica. A aplicação clínica também inclui a limpeza, desinfeção e esterilização a vapor (134°C, 3 bar, 5 minutos) de todos os componentes.
Para além disso, a lubrificação convencional da guia não é possível. Requisitos comparáveis também se aplicam às juntas rotativas, que são utilizadas para ligar entre si dois actuadores de impulso ajustáveis em comprimento: tanto a folga axial como a radial têm de ser completamente eliminadas e não podem ser utilizados rolamentos com elementos rolantes.

Para a realização do robot paralelo fixado ao osso, foram utilizados vários rolamentos de plástico, devido aos requisitos descritos. O guiamento dos instrumentos cirúrgicos é constituído, por exemplo, por uma barra deslizante drylin N com dois carros. Estes últimos estão rigidamente ligados entre si por meio de um componente de aço inoxidável (encravamento) para minimizar a folga, que não pode ser completamente evitada nos sistemas de guia devido ao seu princípio de conceção. Esta guia de ferramentas cumpre inteiramente os requisitos indicados (nomeadamente: ausência de elementos rolantes, ausência de lubrificantes) e pode ser facilmente desmontada, limpa e remontada devido à conceção aberta da calha. Além disso, a permutabilidade das carruagens oferece uma vasta gama de opções para efetuar mudanças de ferramentas intra-operatórias. Dois actuadores de impulso do robô paralelo foram ligados por meio de uma junta rotativa. O eixo desta junta rotativa é formado por um parafuso adaptador, em que a folga radial é absorvida por dois rolamentos deslizantes iglidur X esterilizáveis a vapor. Os utilizadores podem também pré-carregar a junta axialmente apertando o parafuso adaptador. Graças aos rolamentos de plástico utilizados, foi possível desenvolver, construir e avaliar, pela primeira vez, um guia de instrumentos cirúrgicos ancorado no osso, que é universalmente aplicável, reutilizável e pode ser adaptado a um doente específico. O cumprimento dos requisitos de precisão foi comprovado experimentalmente com sucesso.