手術支援ロボット用の精密でクリアランスのない滑り軸受とリニア軸受

プロフィール

• 必要なもの： ドライリンNガイドレールと台車、イグリデュールプラスチックベアリング
• **必要条件：**高精度で絶対的にクリアランスのないベアリング。また、ベアリングに潤滑剤を使用することは許されなかった。
• 業界： 医療技術
• **お客様の成功：**使用されたプラスチック製ベアリングのおかげで、汎用性があり、再利用可能で、特定の患者に適応できる骨固定式手術器具ガイダンスが初めて開発、製造、評価されました。

低侵襲人工内耳手術は、感音難聴や高度難聴を治療するための新しい、体に優しい手術法です。この術式では、頭蓋骨の表面から蝸牛の基底部まで内耳にアクセスする必要があり、その深さは頭蓋骨の下35mmまで可能である。深さ35mmにおける目標点からのずれは0.5mm以下でなければならないため、高精度の術中並進器具誘導を可能にする補助システムが必要となる。そこで、小型化された受動的パラレルキネマティックロボットが開発された。このロボットは、3つの基本関節で患者の頭蓋骨に直接固定することができる。この機能において、パラレルロボットは、手術器具を装備し、長さ調節可能な6つのスラストアクチュエーターを用いて患者ごとにカスタマイズ可能な、低侵襲アクセスを作成するためのリニアガイドを提供する。
リニアガイドを実装する際には、技術的な要件に加えて、臨床使用に関する境界条件も考慮する必要があります。手術には高い精度が要求されるため、ロボットのすべてのベアリングとジョイントは、可能な限り剛性が高く、隙間のないものでなければなりません。手術用ドリルツールを保持するためのリニアガイドも同様です。 臨床応用には、すべてのコンポーネントの洗浄、消毒、蒸気滅菌（134℃、3バール、5分）も含まれる。
さらに、従来のガイドの潤滑は不可能です。長さ調整可能な2つのスラストアクチュエーターを互いに接続するために使用されるロータリージョイントにも、同様の要件が適用されます：軸方向と半径方向のクリアランスを完全に排除する必要があり、転動体付きベアリングは使用できません。

骨固定パラレルロボットを実現するために、記述された要件に基づき、様々なプラスチックベアリングが使用された。手術器具ガイダンスは、例えばドライリンNグライドバーと2つのキャリッジから構成される。ガイドシステムの設計原理上、完全には避けることのできないクリアランスを最小限に抑えるため、後者はステンレス製部品（インターロック）により互いに強固に連結されている。このツールガイドは、規定された要件（特に、転動体なし、潤滑剤不要）を完全に満たし、レールのオープン設計により、簡単に分解、洗浄、再組み立てが可能です。さらに、キャリッジの交換性により、術中のツール交換に幅広いオプションを提供します。パラレルロボットの2つのプッシュアクチュエータは、ロータリージョイントで接続されている。このロータリージョイントの軸はアダプタースクリューで形成され、ラジアル方向のクリアランスは2つの蒸気滅菌可能なイグリデュールXスライドベアリングで吸収されます。アダプタースクリューを締めることで、ジョイントの軸方向に予圧をかけることもできます。 使用されるプラスチックベアリングのおかげで、汎用性があり、再使用可能で、特定の患者に適合させることができる、骨固定式手術器具ガイドを初めて開発、製作、評価することができた。要求精度を満たしていることは、実験的に証明されています。