maxon Story
探究MIRA—小型化辅助机器人手术系统
RAS（辅助机器人手术）系统的进步引领了迷你机器人的发展，外科医生无需对接和重新对接大型、笨重的外部平台就可以获得完整的多象限通路。
机器人辅助手术（RAS）系统在设计方面有了进一步的发展，旨在通过小切口完成手术，这就需要赋予外科医生精确控制机械臂和摄像头能力。RAS 的目标就是帮助外科医生以微创方式可重复地进行手术，反过来又可以为患者带来减轻疼痛和缩短住院时间等优势。
随着对RAS的需求持续增长，项目方正在寻求加速扩展其项目的方法。Virtual Incision（内布拉斯加州林肯市）的目标是为项目方提供一种在不中断现有基础设施的情况下添加系统并提高其效率的方法。为此，该公司设计和制造了MIRA，这是世界上第一款小型化RAS平台，旨在在任何手术室中轻松运输和设置。该系统由 MIRA、一个外科医生控制台及一个便于运输设备的配套推车组成，其中控制台可实时完全控制 MIRA机械臂和解剖结构的内窥镜视野。按键设置简单明了，这样在目前还未使用RAS系统的 90%的手术室现在可以使用，以便为更多的患者提供服务。
MIRA的三个组件易于快速设置，使任何手术室无论大小都可以使用。
在 MIRA 的设计阶段，Virtual Incision 发现，主要的挑战是创造小巧、便携且易于使用的产品，同时保持执行具有挑战性的手术（例如肠道切除手术）的强度，为此该设备成功用于IDE研究，以支持其 FDA 市场授权。此外，该公司希望将设备设计成易于在箱子之间清洁和消毒的方式。此功能将消除市场上大多数现有系统所需的悬垂需求。悬垂最终会增加手术之间的时间，从而可能减少可以治疗的患者数量。
与占地面积较大且不便携的基于吊杆或基座的系统（“大型机”）相比，MIRA 是一种高度差异化的解决方案。此类大型系统仅限于在宽敞的手术室中使用，这可能会需要更繁琐的设置，并阻碍支持人员的视线和移动，从而阻碍手术室中的工作流程。
Motion 组件
在设计MIRA期间，Virtual Incision选择与maxon 合作，并在 RAS 系统中使用了有史以来第一台集成的铰接式摄像头。由于该系统对速度和扭矩要求很苛刻，maxon凭借其完整的电机产品系列和世界知名的专业技术，在支持Virtual Incision的快速迭代“制造和改进”设计流程方面具有得天独厚的优势。还支持测试和鉴定活动，以确保进入 MIRA系统的子组件的可靠性和一致性。maxon的工程师团队从子系统的构思和设计到制造都提供了帮助。Virtual Incision内部开发了所有随附的硬件、固件和软件，以优化体积和设备性能。
该团队能够提高系统的效率，并最大限度地提高每个接头的可交付输出功率。这种设计使得MIRA在尺寸上非常有优势，可在操作空间的任何地方提供高达2磅的输出力，同时保持速度和敏捷性。
设计独特
RAS系统主机与位于主机外部的电机放置在吊杆或基座上，以赋予设备足够的支撑。MIRA通过内置电机来获得微型作用力。安装在内部的刚性（非蛇形）臂可提供所需的支撑，同时还支持摄像机和仪器的三角剖分。该设备已在临床上用于肠道切除手术，这是首次电机用于RAS设备在人体内实际运行。
内置电机的机械臂提供支撑，同时完全支持相机和仪器的三角剖分。
手术的要求需要动力和速度。通过使用高效、顶级的电机，MIRA专为操作结肠等大型和重型器官而设计。RAS必须能够模拟外科医生的实时动作，以便在需要时提供快速响应。
除了动力之外，结直肠手术通常还需要 RAS系统到达腹部的多个象限——有时是四个象限。多端口主机系统需要仔细放置端口和程序编排，以避免外臂碰撞。MIRA的小型化、独立设计可实现完整解剖式访问，且无需担心外臂碰撞。此外，铰接式摄像头设计可确保在所有操作场景中仪器和摄像头之间进行适当的三角剖分。
作为一个医疗设备，特殊考虑包括灭菌、生物相容性、电气安全和电烙输送等因素都是MIRA设计的一部分。
结论
Virtual Incision 相信，最好和最有效的创新方法是通过实践。该公司通过制作、大量测试并从经验中学习来设计精进产品。这种制造—改进的方法使公司能够在最短的时间内实现迭代，使他们能够突破技术的界限，从而制造出更小的RAS设备。作为合作伙伴，maxon不仅提供了电机方面的专业解决方案，还愿意尝试Virtual Incision的创新方案。
最后，MIRA成为市场上最小的RAS设备。小尺寸提供了强劲动力，并可在任何手术室中快速设置。这包括外太空，因为 MIRA的一个版本已于 2024年在国际空间站上进行了测试，地球上的外科医生从控制台远程控制该设备，以模拟手术中进行的活动，包括切割模拟组织和操作微小物体。
更多信息