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Perché consultare tempestivamente gli esperti di sistemi di movimento

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Le ultime tendenze nell'alimentazione degli strumenti chirurgici manuali

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L'uso di elettroutensili motorizzati nelle sale operatorie ha migliorato direttamente i risultati per i pazienti, ottimizzando la precisione e la velocità delle procedure. Questi elettroutensili hanno anche migliorato la facilità d'uso per i chirurghi, oltre a velocizzare il processo per aumentare la produttività dei pazienti e ridurre i tempi di attesa.

Poiché l'ultima generazione di elettroutensili, dai dispositivi portatili ai progetti robotici, mira a migliorare ulteriormente questi vantaggi, viene posta maggiore enfasi sulla necessità di ottimizzare i loro sistemi di movimento. La capacità del motore, del riduttore e dei comandi influisce direttamente sulle prestazioni dell'elettroutensile, comprese la precisione e la velocità. Il sistema di movimento influisce su criteri più ampi per l'intero dispositivo, da considerazioni ergonomiche alla durata e alla facilità di integrazione nel progetto.

CHIRURGIA MINIMAMENTE INVASIVA

La chirurgia minimamente invasiva comporta tempi di recupero più brevi per i pazienti, con meno cicatrici e una minore perdita di sangue. Può anche ridurre il tempo complessivo dell'intervento, consentendo ai chirurghi di trattare un numero maggiore di pazienti e potenzialmente alleggerendo la pressione legata alla carenza di personale chirurgico. Per quanto riguarda gli elettroutensili coinvolti, essi richiedono un ingombro ridotto per poter accedere a posizioni estremamente compatte. Devono inoltre essere estremamente precisi e offrire un'elevata manovrabilità per lavorare in un'area più compatta.

I motori BLDC (brushless DC) offrono questo livello di precisione e di movimento ad alta velocità grazie al loro design che prevede un controllore elettronico, consentendo così una maggiore precisione nella modulazione della velocità e della coppia. I motori BLDC sono molto compatti, con diametri che vanno da 12 mm a 90 mm, e sono quindi molto adatti all'applicazione. In alternativa, i motori a spazzole CC senza nucleo offrono un design che garantisce un'erogazione di coppia fluida con basse vibrazioni, sempre con un ingombro compatto e leggero.

Più lo strumento è facile da maneggiare, più il chirurgo sarà in grado di ottenere un risultato preciso per il paziente. Mentre la "chirurgia keyhole" richiede strumenti chirurgici più piccoli, ulteriori miglioramenti nell'ergonomia dei dispositivi con il giusto fattore di forma, combinati con dimensioni e peso minimi, possono migliorare ulteriormente il controllo chirurgico. Poiché gli strumenti portatili sono solitamente alimentati a batteria, una soluzione di alimentazione efficiente contribuirà in modo significativo alla facilità d'uso di un dispositivo.

CHIRURGIA ASSISTITA DA ROBOT

Sebbene la chirurgia assistita da robot non abbia gli stessi requisiti ergonomici degli interventi eseguiti da chirurghi umani, il sistema di movimento che aziona gli effettori robotici deve essere sufficientemente compatto e leggero. I bracci e gli strumenti robotici devono passare attraverso piccole incisioni e una soluzione di movimento compatta migliora l'efficienza.

Il vantaggio principale della chirurgia assistita da robot è una precisione ancora maggiore, quindi il controllo preciso dei movimenti dei motori è essenziale per garantire un posizionamento esatto e un movimento altamente controllato dei bracci e degli strumenti robotici. I motori devono essere in grado di fornire una precisione submillimetrica e subgraduale, per cui la tecnologia BLDC è spesso richiesta. Per molte applicazioni robotizzate si utilizzano soluzioni di movimento multiasse, che impongono maggiori requisiti al controllore, il quale deve coordinare diversi motori attraverso un movimento dinamico e tridimensionale.

DUREVOLEZZA

Sia che l'elettroutensile chirurgico sia azionato a mano o controllato da un robot, il dispositivo deve essere sufficientemente resistente. Ciò è essenziale per la sicurezza dei pazienti durante l'intervento e, a lungo termine, per aumentare la durata complessiva degli strumenti. La scelta della soluzione di movimento più appropriata rimane fondamentale per la progettazione di uno strumento chirurgico durevole.

La scelta dei materiali, come gli involucri dei motori anticorrosione e i magneti ad alte prestazioni, contribuirà in modo significativo alla durata della soluzione di movimento, soprattutto in un ambiente chirurgico difficile. Le esigenze specifiche di ciascuna applicazione determineranno anche la scelta delle specifiche di durata, a causa dei diversi vantaggi di ciascun tipo di tecnologia. Ad esempio, mentre un motore BLDC riduce al minimo l'attrito meccanico e l'usura, un motore DC spazzolato non richiede controlli elettronici, riducendo al minimo la necessità di mantenere questi dispositivi esterni.

INTEGRAZIONE DEL DESIGN

Per gli strumenti chirurgici moderni, e certamente per quelli del futuro, il livello più elevato di prestazioni richieste comporta una maggiore specializzazione e una maggiore richiesta di integrazione della progettazione. Ad esempio, per ottenere soluzioni sempre più compatte e leggere, è necessario un elevato rapporto coppia-peso, per cui è fondamentale dimensionare correttamente il motore. Poiché l'ingombro della soluzione di controllo assi ha un impatto diretto sulle dimensioni complessive dell'utensile, è fondamentale comprendere i requisiti di prestazione, tra cui la velocità e la coppia, per poter ottenere specifiche più accurate già nella fase di progettazione.

I team di progettazione OEM di ogni strumento chirurgico richiedono in genere vari elementi di personalizzazione del movimento, sia che si tratti di prestazioni di erogazione e controllo della coppia, di ergonomia o di integrazione meccanica. Anche se i progettisti di movimento come Portescap possono facilitare queste esigenze, una collaborazione precoce nei tempi del progetto è fondamentale per ottimizzare la progettazione. Questo non solo assicura il miglior risultato in termini di prestazioni finali dell'utensile, ma può snellire il progetto, consentendo un time to market più rapido e un costo di sviluppo inferiore.

CONCLUSIONE

Poiché gli elettroutensili chirurgici di ultima generazione offrono capacità ancora maggiori per migliorare i risultati dei pazienti, è sempre più necessario che i progettisti prendano in considerazione il sistema di movimento che li aziona. Le prestazioni del motore, del riduttore e dei comandi sono fondamentali non solo per il risultato chirurgico, ma anche per aspetti più ampi come la facilità d'uso e la durata dell'elettroutensile stesso, che dipendono anche dalle specifiche del sistema di movimento. Per sviluppare elettroutensili chirurgici all'avanguardia, è necessario prendere in considerazione le ultime tendenze di progettazione dei sistemi di movimento. La collaborazione con un fornitore di micromovimenti di fiducia come Portescap è un ottimo primo passo nel processo di progettazione.

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