Ανακοίνωση των Αποτελεσμάτων

Εισαγάγαμε επαναστατικά έναν νέο τύπο αμφίδρομου σωλήνα άρθρωσης που βασίζεται στη δομή του "παζλ αλληλοεμπλοκής", επιτυγχάνοντας τέλεια ενότητα ακριβούς εκτροπής ενός-επιπέδου και υψηλής αντίστασης κάμψης. Αυτός ο σχεδιασμός, μέσω ενός μοναδικού μοτίβου κοπής{2}}λέιζερ, περιορίζει την κίνηση κάμψης σε ένα μόνο επίπεδο (κατεύθυνση πάνω/κάτω), ενώ διατηρεί την αξονική ώθηση και την ικανότητα μετάδοσης ροπής 1:1. Μέσω της εμβιομηχανικής δοκιμής, η ακρίβεια γωνίας παραμόρφωσης του νέου σωλήνα άρθρωσης φτάνει τους ±0,3 μοίρες, η ακαμψία αξονικής συμπίεσης αυξάνεται κατά 40% και η ακαμψία στρέψης αυξάνεται κατά 35%. Αυτό παρέχει ένα άνευ προηγουμένου επίπεδο ακρίβειας ελέγχου για πολύπλοκες ενδοκοιλιακές επεμβάσεις.

Προκλήσεις ιστορικού έρευνας και ανάπτυξης

Ο παραδοσιακός σχεδιασμός του σωλήνα άρθρωσης έχει τρία κύρια δομικά ελαττώματα: Πρώτον, υπάρχει το πρόβλημα της σύζευξης πολλαπλών-βαθμών--ελευθερίας. Οι περισσότεροι σωλήνες μεντεσέδων παρουσιάζουν περιττές πλευρικές κινήσεις και περιστροφές κατά την κάμψη, καθιστώντας τον έλεγχο απρόβλεπτο. Δεύτερον, υπάρχει μια αντίφαση μεταξύ της αξονικής ακαμψίας και της ευκαμψίας κάμψης. Η αύξηση της ευελιξίας αναγκαστικά θυσιάζει την ικανότητα μετάδοσης ώσης και ροπής. Τρίτον, η αποτυχία κόπωσης συμβαίνει λόγω συγκέντρωσης στρες. Το παραδοσιακό σχέδιο κοπής σχηματίζει σημεία συγκέντρωσης τάσεων στις αρθρώσεις, γεγονός που γίνεται η αιτία των ρωγμών κόπωσης. Η μηχανική ανάλυση δείχνει ότι ο παραδοσιακός σωλήνας άρθρωσης-με σπείρα δημιουργεί μια πλευρική αιώρηση έως και 15 μοιρών κατά την κάμψη και όταν λειτουργεί στην λεπτή ανατομική περιοχή, μπορεί να αποκλίνει από τον στόχο κατά 3-5 χιλιοστά. Η προσομοίωση πεπερασμένων στοιχείων δείχνει ότι ο συντελεστής συγκέντρωσης τάσης του παραδοσιακού σχεδιασμού είναι 3,2-4,5, ενώ ο νέος σχεδιασμός αλληλομανδαλώσεως μπορεί να μειωθεί σε 1,8-2,2.

Βασική Τεχνολογική Καινοτομία

1. Βιονική συμπλεκόμενη δομή παζλ:Εμπνευσμένο από τις αρθρώσεις όψεων της ανθρώπινης σπονδυλικής στήλης, σχεδιάστηκε ένα αμφίδρομο-παζλ που συμπλέκεται- όπως το σχέδιο κοπής. Κάθε μονάδα άρθρωσης αποτελείται εναλλάξ από κυρτές και κοίλες δομές, με το κυρτό τμήμα να είναι ενσωματωμένο στο κοίλο τμήμα για να σχηματίζει μηχανική αλληλοσύνδεση. Αυτός ο σχεδιασμός περιορίζει την κίνηση σε ένα μόνο επίπεδο ενώ διαχέει την τάση μέσω της επιφανειακής επαφής, μειώνοντας τον συντελεστή συγκέντρωσης τάσης κατά 55%. Το διάκενο της άρθρωσης ελέγχεται με ακρίβεια στα 15 ± 1 μικρόμετρα, εξασφαλίζοντας ομαλή και ανεμπόδιστη κίνηση.
2. Σχεδιασμός κλίσης μεταβλητής ακαμψίας:Σχεδιάζεται μια κλίση ακαμψίας κατά μήκος του σωλήνα. Το εγγύς τμήμα χρησιμοποιεί ένα μοτίβο υψηλής-ακαμψίας (χαμηλή πυκνότητα αρμού και μεγάλο πάχος τοιχώματος), παρέχοντας μετάδοση ώσης και ροπής. το μεσαίο τμήμα χρησιμοποιεί ένα μοτίβο μεσαίας-ακαμψίας, εξισορρόπησης ελέγχου και υποστήριξης. το άπω τμήμα χρησιμοποιεί ένα μοτίβο υψηλής-ευελιξίας (υψηλή πυκνότητα αρμού και μικρό πάχος τοιχώματος), επιτυγχάνοντας μεγάλη-απόκλιση γωνίας. Μέσω παραμετρικής μοντελοποίησης για τη βελτιστοποίηση της κατανομής ακαμψίας, η συσκευή διατηρεί το βέλτιστο σχήμα όταν διέρχεται από την καμπύλη ανατομική διαδρομή.
3. Ενσωματωμένα κανάλια καθοδήγησης καλωδίων:Ένα ειδικό κανάλι καθοδήγησης καλωδίων έχει σχεδιαστεί μέσα στο τοίχωμα του σωλήνα, το οποίο σχηματίζεται με κοπή με λέιζερ σε μια ημί-ράγα οδηγού. Η εσωτερική επιφάνεια του καναλιού είναι ειδικά γυαλισμένη (Ra Λιγότερο ή ίσο με 0,05 μικρόμετρα), μειώνοντας την τριβή του σύρματος. Η διατομή-του καναλιού έχει βελτιστοποιηθεί ώστε να είναι ελλειπτική-όπως, σχηματίζοντας γραμμική επαφή αντί για σημειακή επαφή με το κυκλικό σύρμα, μειώνοντας τον συντελεστή τριβής από 0,15 σε 0,08. Το κανάλι καθοδήγησης διασφαλίζει ότι το καλώδιο κινείται πάντα κατά μήκος της προκαθορισμένης διαδρομής, εξαλείφοντας την πλευρική απόκλιση.

Μηχανισμός Δράσης

Ο πυρήνας του καινοτόμου δομικού σχεδιασμού βρίσκεται στην «αποσύνδεση και βελτιστοποίηση». Όσον αφορά την κινηματική αποσύνδεση, η συμπλεκόμενη δομή του παζλ εξαλείφει τους πλευρικούς βαθμούς ελευθερίας μέσω γεωμετρικών περιορισμών, επιτρέποντας την καθαρή επίπεδη κίνηση. όταν το σύρμα σφίγγεται, οι κυρτές και οι κοίλες δομές αλληλοσυνδέονται μεταξύ τους, σχηματίζοντας μια άκαμπτη σύνδεση, η οποία μεταδίδει ώθηση και ροπή. Όσον αφορά τη μηχανική βελτιστοποίηση, ο σχεδιασμός μεταβλητής ακαμψίας επιτρέπει στο όργανο να προσαρμόζεται στις απαιτήσεις διαφορετικών ανατομικών τμημάτων: στο ευθύ τμήμα (όπως το μεσαίο τμήμα του ουρητήρα), απαιτείται υψηλή ακαμψία για τη διατήρηση της σταθερότητας του σχήματος. στο καμπύλο τμήμα (όπως η νεφρική πύελος-διασταύρωση του ουρητήρα), απαιτείται κατάλληλη ευελιξία για την προσαρμογή της ανατομίας. στην περιοχή στόχο (όπως ο νεφρικός κάλυκας), απαιτείται υψηλή ευελιξία για την επίτευξη μεγάλης-εκτροπής γωνίας. Όσον αφορά τη δυναμική των υγρών, το βελτιστοποιημένο σχέδιο κοπής μειώνει την αντίσταση ροής, με 25% αύξηση στην ταχύτητα ροής υπό συνθήκες διάχυσης και βελτιωμένη οπτική διαύγεια.

Επαλήθευση αποτελεσματικότητας

Στα ανατομικά μοντέλα προσομοίωσης, ο νέος τύπος σωλήνα άρθρωσης είχε εξαιρετική απόδοση: στο μοντέλο ουρητήρα προσομοίωσης, το ποσοστό επιτυχίας του οργάνου που διέρχεται από το καμπύλο τμήμα αυξήθηκε από 82% σε 98%. Στο μοντέλο καρδιάς προσομοίωσης, ο χρόνος για να φτάσει ο καθετήρας στο σημείο στόχο μειώθηκε κατά 35%. η δοκιμή ακρίβειας απόκλισης έδειξε ότι η απόκλιση μεταξύ της εντολής γωνίας και της πραγματικής γωνίας ήταν μόνο 0.2 - 0.5 μοίρες και η ακρίβεια επαναληψιμότητας έφτασε τις 0,1 μοίρες. Στη δοκιμή κόπωσης, υπό την προϋπόθεση κάμψης ±90 μοιρών και 3 Hz, η νέα σχεδίαση είχε διάρκεια ζωής 750.000 κύκλων, η οποία ήταν 2,5 φορές μεγαλύτερη από την παραδοσιακή σχεδίαση. Η πολυκεντρική κλινική μελέτη έδειξε ότι στη διαδερμική νεφρολιθοτομή, το ποσοστό εισόδου στον νεφρικό κάλυκα αυξήθηκε από 76% σε 92%. Στην εκπυρήνωση με λέιζερ προστάτη, η αποτελεσματικότητα της ιστικής εκτομής αυξήθηκε κατά 30%. στην επέμβαση κατάλυσης κολπικής μαρμαρυγής, η σταθερότητα της προσκόλλησης του καθετήρα στον ιστό αυξήθηκε κατά 40%. Η έρευνα της επιχειρησιακής εμπειρίας των γιατρών έδειξε ότι το 93% των χειρουργών πίστευαν ότι ο νέος σχεδιασμός βελτίωσε την ακρίβεια και την προβλεψιμότητα του ελέγχου.

Στρατηγική και Φιλοσοφία Έρευνας και Ανάπτυξης

Υποστηρίζουμε την καινοτόμο ιδέα του "η δομή εξυπηρετεί τη λειτουργία, ο σχεδιασμός προέρχεται από την κλινική πρακτική" και έχουμε δημιουργήσει ένα σύστημα Ε&Α κλειστού βρόχου CDIO (Κλινική ζήτηση - Σχεδιασμός - Εφαρμογή - Λειτουργία)-. Στο στάδιο της κλινικής ζήτησης, μέσω χειρουργικής ανάλυσης βίντεο και συνεντεύξεων γιατρού, εξήχθησαν 128 βασικά σημεία ζήτησης. Στο στάδιο του σχεδιασμού, υιοθετήθηκε η βελτιστοποίηση τοπολογίας και ο γενετικός σχεδιασμός για την εύρεση της βέλτιστης δομής υπό λειτουργικούς περιορισμούς. Στο στάδιο της υλοποίησης, πραγματοποιήθηκαν γρήγορες επαναλήψεις πρωτοτύπων μέσω της κατασκευής προσθέτων, με κάθε κύκλο σχεδιασμού να συντομεύεται σε 2 εβδομάδες. στο στάδιο της λειτουργίας, δημιουργήθηκε μια βάση δεδομένων κλινικής ανατροφοδότησης για τη συνεχή βελτιστοποίηση του σχεδιασμού. Έχουμε δημιουργήσει συνεργασίες με 23 κορυφαία ιατρικά κέντρα σε όλο τον κόσμο, συλλέγοντας πάνω από 500 χειρουργικά δεδομένα κάθε χρόνο για να προωθήσουμε τις επαναλήψεις προϊόντων. Ταυτόχρονα, έχουμε αναπτύξει μια εικονική πλατφόρμα δοκιμών που βασίζεται σε πεπερασμένα στοιχεία, η οποία μπορεί να προβλέψει την απόδοση του προϊόντος πριν από την παραγωγή, μειώνοντας τις φυσικές δοκιμές κατά 70%.

Μελλοντικές προοπτικές

Ο δομικός σχεδιασμός θα εξελιχθεί προς την ευφυΐα, την προσαρμοστικότητα και την εξατομίκευση. Αναπτύσσουμε σωλήνες μεντεσέδων "μεταβλητής ακαμψίας", οι οποίοι μπορούν να επιτύχουν προσαρμογή της ακαμψίας σε πραγματικό χρόνο κατά τη διάρκεια της λειτουργίας μέσω ηλεκτροενεργών υλικών ή κραμάτων μνήμης σχήματος. ανάπτυξη σωλήνων μεντεσέδων "πολλαπλών-επιπέδων", οι οποίοι μπορούν ανεξάρτητα να εκτρέπονται σε δύο ορθογώνια επίπεδα μέσω συνδυασμών σύρματος. διερεύνηση "βιολογικών περισταλτικών" δομών για την προσομοίωση των εντερικών περισταλτικών κυμάτων για αυτο-προώθηση. Το 2028, θα λανσάρουμε έξυπνους αρθρωτούς σωλήνες με "απτική ανάδραση", οι οποίοι μπορούν να ανιχνεύσουν τη δύναμη επαφής ιστού μέσω αισθητήρων πλέγματος οπτικών ινών και να τροφοδοτήσουν τις πληροφορίες πίσω στη χειρολαβή. Κοιτάζοντας πιο μπροστά, με βάση την 4D εκτύπωση, θα καταστούν δυνατές οι δομές "τύπου{8} ανάπτυξης". Τα όργανα μπορούν να αλλάξουν προσαρμοστικά τα σχήματά τους στο σώμα σύμφωνα με το ανατομικό περιβάλλον, επιτυγχάνοντας πραγματική «έξυπνη προσαρμογή», ​​φέρνοντας επαναστατικές αλλαγές στις επεμβάσεις φυσικής κοιλότητας.