Οι χώροι καφέ έχουν ποικίλες χρήσεις, εκτός από το να σας κουράζουν, αφαιρώντας τις μυρωδιές από το ψυγείο σας για να λιπάνετε τον κήπο σας. Η χειρουργική επέμβαση στη μύτη και στο λαιμό δεν είναι μια προφανής προσθήκη σε αυτόν τον κατάλογο, αλλά μια νέα εφεύρεση από τους μηχανικούς του Πανεπιστημίου Vanderbilt χρησιμοποιεί θρυμματισμένους κόκκους καφέ για να κάνει ακριβέστερη την τεχνολογία απεικόνισης της κεφαλής.
σχετικό περιεχόμενο
- Πώς είναι η χειρουργική του εγκεφάλου σαν να πετάς; Βάλτε σε ένα ακουστικό για να μάθετε
- Πώς η νέα Motion Capture Tech μετασχηματίζει τους ηθοποιούς σε πλάσματα για την "Αυγή του πλανήτη των πιθήκων"
"Αρχικά το αποκαλούσαμε το κράνος καφέ", λέει ο Richard Hendrick, ένας απόφοιτος της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου και του Discovery Lab, του "κοκκώδους καπακιού". Το καπάκι γεμάτο καφέ δημιουργήθηκε για να λύσει ένα πρόβλημα τεχνολογικής ακρίβειας.
Την περασμένη δεκαετία, η χειρουργική επέμβαση με εικόνα οδήγησε σε επανάσταση στις χειρουργικές επεμβάσεις της μύτης και του λαιμού, επιτρέποντας στους γιατρούς να εντοπίζουν τα όργανα τους μέσα στο σώμα ενός ασθενή σε πραγματικό χρόνο, ώστε να αποφεύγεται η περιττή κοπή, ειδικά σε ευαίσθητες ενδοσκοπικές χειρουργικές επεμβάσεις που λειτουργούν με εργαλεία που εισάγονται μέσω της μύτης μικρές τομές. Σήμερα, η τεχνολογία χρησιμοποιείται σε σχεδόν ένα εκατομμύριο νευροχειρουργικές επεμβάσεις ετησίως. Ωστόσο, για να εργαστούν, οι χειρουργοί πρέπει να είναι σε θέση να χαρτογραφούν με ακρίβεια την περιοχή που λειτουργεί πριν από την επέμβαση. Τα CT ή MRI σαρώνουν το κεφάλι του ασθενούς για να δημιουργήσουν ένα μοντέλο 3-D και στη συνέχεια χρησιμοποιούν ένα πρόγραμμα υπολογιστή για να ευθυγραμμίσουν το μοντέλο με τον πραγματικό ασθενή στο τραπέζι χειρισμού.
Συχνά, αυτή η διαδικασία "εγγραφής" γίνεται με την επισύναψη στόχων που ονομάζονται "fiducials", παρόμοιες με τις κουκίδες που φοριούνται από τους ηθοποιούς που μετατρέπονται σε χαρακτήρες CGI, στο κεφάλι του ασθενούς για να παρακολουθήσουν τα χαρακτηριστικά του κρανίου του. Μια κάμερα πάνω από τον ασθενή επαναπροσδιορίζει το μοντέλο 3D με βάση τη θέση των κουκίδων, επιτρέποντας στους γιατρούς να κοιτάξουν μια οθόνη κατά τη διάρκεια της χειρουργικής επέμβασης και να δουν σε πραγματικό χρόνο πού βρίσκονται μέσα στο κεφάλι ενός ασθενούς.
Όταν το κάνει σωστά, ο Hendrick λέει ότι αυτές οι τεχνολογίες σάρωσης είναι ακριβείς "κάτω από λιγότερο από ένα χιλιοστό", αλλά παρατηρώντας τις χειρουργικές επεμβάσεις, ο ίδιος και η ομάδα του είδαν περιπτώσεις όπου οι χειρουργοί θα κατέληγαν να χρησιμοποιούν τα εργαλεία τους σε περιοχές που οι οθόνες τους τους είπαν ότι " t να τρέχει σε, που σημαίνει ότι η σάρωση ήταν λάθος. Αυτό μπορεί να οδηγήσει στις χειρουργικές επεμβάσεις να διαρκέσουν περισσότερο, επειδή οι χειρουργοί δεν μπορούν πλέον να εμπιστεύονται τα εργαλεία τους, σημείωσε ο Hendrick και θα μπορούσε να προκαλέσει τυχαίες βλάβες από την άστοχη κοπή.
«Το είδαμε όπως:« Τι κάνουμε; »λέει ο Hendrick. Τελικά, συνειδητοποίησαν ότι το πρόβλημα ήταν με τη διαδικασία εγγραφής, ειδικά εκείνες τις κουκίδες. Οποιαδήποτε τυχαία κίνηση των κουκίδων κατά τη διάρκεια της σάρωσης ή της χειρουργικής επέμβασης απομακρύνει την ευθυγράμμιση του μοντέλου 3D, λέει ο Hendrick και ήταν συγκλονιστικά εύκολο να γίνει αυτό το κίνημα επειδή το ανθρώπινο δέρμα είναι εύκαμπτο και εύκαμπτο και το κρανίο είναι ομαλό και δύσκολο να καταλάβει. Ακόμα και ένα σφιχτό κάλυμμα κολύμβησης, η ομάδα του Hendrick βρέθηκε, ήταν επιρρεπής σε μικρά κουνάβια, είτε από την ακούσια κίνηση από έναν ασθενή είτε από τα καλώδια που παγιδεύουν το καπάκι, και μια αναπροσαρμογή ακόμη και χιλιοστών θα μπορούσε να είναι αρκετή για να οδηγήσει σε μια κακή περικοπή.
"Το κεφάλι είναι σχεδόν σαν ένα αυγό", λέει ο Hendrick. "Δεν υπάρχει μεγάλη γεωμετρία για να μπορέσουμε να πιάσουμε καλά".
Για να λύσει αυτό το πρόβλημα, η ομάδα του Hendrick έδωσε έμπνευση για μια καινοτόμο συσκευή που δημιουργήθηκε από τους μηχανικούς του Πανεπιστημίου Cornell το 2010. Αυτή η "γενική ρομποτική λαβή" χρησιμοποιεί ένα μπαλόνι γεμάτο με βάση καφέ συνδεδεμένο σε ένα κενό για να δημιουργήσει ένα "χέρι" Το μπαλόνι και τα γήπεδα είναι χαλαρά μέχρι να ενεργοποιηθεί το κενό, το οποίο τραβάει τα σωματίδια του καφέ μεταξύ τους σφιχτά, σχηματίζοντας ένα ad hoc στερεό. Αν το μπαλόνι πιέζεται προς το αντικείμενο ενώ είναι χαλαρό, τότε η ενεργοποίηση του κενού προκαλεί τη γήρανση του καφέ για να σχηματίσει μια σφιχτή λαβή γύρω από το αντικείμενο.
Η ομάδα του Hendrick δημιούργησε ένα καπάκι γεμάτο καφέ για να κάνει το ίδιο πράγμα με το κεφάλι. Όταν ο αέρας διοχετεύεται με κενό έξω από το πώμα, σχηματίζει μια άκαμπτη σφράγιση στο κεφάλι, αποτρέποντας τη μετακίνηση των κουκίδων που είναι προσαρτημένες στο καπάκι.
"Είναι πραγματικά, πραγματικά διαμορφωμένο με άκαμπτο τρόπο στην ανατομία", λέει ο Hendrick, ο οποίος έχει δοκιμάσει αρκετές φορές στο καπάκι, περιγράφοντας το σαν να αισθάνεσαι ότι έχεις κάτι "ροκ σκληρό" συνδεδεμένο στο κεφάλι σου αλλά χωρίς πόνο. "Έγινε κάτι που βελτίωσε πραγματικά την ακρίβεια αυτών των εγγραφών αρκετά."
Η ομάδα του Hendrick έχει υποβάλει αίτηση για δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για τη συσκευή της και τώρα ψάχνει για έναν συνεργάτη της βιομηχανίας για να βοηθήσει να πάρει ρυθμιστική έγκριση γι 'αυτό και να το φέρει σε χειρουργικά δωμάτια τα επόμενα χρόνια. Σύντομα, ο καφές μπορεί να διαδραματίσει ρόλο στις χειρουργικές επεμβάσεις, εκτός από το να διατηρεί τους γιατρούς ξύπνιοι.
