外科电动工具

外科医生在手术室内进行手术时,常常会使用电池驱动的工具。这些工具必须十分精准可靠,并能经受数千次消毒处理。这对微电机来说也同样是极高的要求。

事故,骨折,急救手术。在手术室内,医生们必须专注而迅速地为病患提供最好的医疗救助。如果必须用夹板和螺钉固定骨折部位,外科医生便会拿起骨钻,开始操作。

在世界各地的医院里,每天都会上演这样的场景。电动器械的广泛使用,大大减轻了外科医生的工作负担。在这类电动器械的帮助下,外科医生们甚至能够医治在从前只能以截肢方式处理的严重伤势。电动工具的技术进步降低了手术治疗的侵入性,将组织损伤降至最低,进而缩短其复原时间。

高速移除组织

说到外科医疗用的手持设备,我们大多会立即联想到工匠们所用的大型机器。但外科医疗器械在精确性、生热及振动方面,却必须满足远高于此的要求。除此之外,可靠性也是一项重要因素。为电动工具提供动力的直流电机也必须符合同样的高要求。因此,这里特别适合使用无刷DC驱动装置,因为它们具有使用寿命长、转速高的特点。

上述两个特点对于外科医生用在膝盖或肩部关节的手术刮刀(见图)来说尤其重要,因为它们的用途是在手术时有针对性地彻底清除特定的组织和软骨。这类器械装备有一支不锈钢长管,其末端开口处装有一个旋转刀片。这里可以使用例如麦柯升无刷EC 13电机作为驱动器,并搭配一台GP 13行星齿轮箱。该电机转速可达到每分钟90,000转,并经过密封和防腐处理。对于刮刀来说,密封和防腐非常关键,因为它们必须常常与生理盐水直接接触。此外,电机所产生的热量和振动都必须限制在最小范围内,这样才能让外科医生的工作更为方便。

DC电机必须能够承受经常性的消毒处理
“外科手术专用器械中的电机必须在非常残酷的条件下运行”,maxon motor资深项目主管Anthony Mayr表示。这些驱动器必须经得起强烈的振动,还要能在过载状态(转矩或转速)下承受高温;此外,为了符合严格的消毒和清洁要求,它们还必须能经受高湿度环境并可以接触碱性溶液。“幸运的是,”Anthony Mayr说:“即使条件如此严酷,麦柯升的DC电机和齿轮箱仍有优异表现。”此外,麦柯升在自家实验室内所进行的广泛研究和测试对此也做出了很大贡献。

“外科手术专用器械中的电机必须在非常残酷的条件下运行。”
Anthony Mayr, maxon motor资深项目主管

直流驱动器在手术室内所面临的最大挑战之一便是需要不断进行消毒处理。因为在手术期间,所有会与患者接触的器械都必须经过严格消毒,而消毒大多采用蒸汽消毒方式。在消毒过程中,器械会在高压灭菌器内,在2.3 bar的压力与100%的空气湿度下,以134度的温度持续加热20分钟。据Anthony Mayr介绍,最新测试结果显示,通过精心选材以及对关键部件的保护(例如通过真空密封保护转子),可以制造出能承受超过2000次蒸汽消毒的电机。同时,未来的驱动器体积将更小、重量将更轻、性能将更高,进而能协助外科医生更精确、更有效地进行外科手术,患者也因此能够更迅速地恢复健康。

 © maxon motor ag

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