3D打�,。号c放射療法兼容的機(jī)器人系統(tǒng)

來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)

研究人員在《用于頭頸癌治療的多標(biāo)記定位的兼容放射療法的機(jī)器人系統(tǒng)》中討論了應(yīng)對(duì)放射中對(duì)柔韌性頸部保護(hù)的挑戰(zhàn),。療法并探索機(jī)器人的陪伴,，以幫助提高定位,。為了防止頸部柔韌性導(dǎo)致治療過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題,，醫(yī)學(xué)專家經(jīng)常使用被動(dòng)式固定罩以防止運(yùn)動(dòng)并以此定位。研究人員指出：隨著時(shí)間的推移,，這種固定罩在沿頸椎的遠(yuǎn)距離界標(biāo)之間仍然具有3–5mm的誤差范圍,。通過(guò)將頭部與身體其他部位獨(dú)立定位，可以在頭部和頸部治療中實(shí)現(xiàn)精確的定位,�,！澳壳埃�這些機(jī)械系統(tǒng)尚未引入常規(guī)臨床實(shí)踐中,。
到目前為止,，還沒(méi)有其他系統(tǒng)與放射療法兼容，因此,，作者可以自行解決問(wèn)題,，并開(kāi)發(fā)出適用于放射療法的機(jī)器人系統(tǒng)。研究人員說(shuō)：“在這個(gè)新系統(tǒng)中,，所有與放射治療不兼容的組件都被布置在輻射場(chǎng)之外很遠(yuǎn)的地方,，通過(guò)一種新穎的塑料齒輪箱放置在輻射等角點(diǎn)下方40μcm處，從而減少了線性加速器機(jī)架間隙問(wèn)題,。由于從步進(jìn)電機(jī)到端部執(zhí)行器的直接動(dòng)力傳遞到間接動(dòng)力傳遞的過(guò)渡,，引入了一種主要是塑性的輔助位置反饋來(lái)輔助導(dǎo)航�,！�
   
該系統(tǒng)已通過(guò)衰減測(cè)量以及射線照相成像驗(yàn)證,。在設(shè)計(jì)機(jī)器人系統(tǒng)時(shí)，研究人員決心使結(jié)構(gòu)盡可能小,，但仍能夠提供必要的運(yùn)動(dòng)范圍,。研究人員將金屬馬達(dá)置于患者之間。

完全兼容放射療法的機(jī)器人系統(tǒng),。 （a）機(jī)器人系統(tǒng)上的骨骼模型的照片,，該模型已添加到現(xiàn)有的頭頸癌治療床中。 （b）機(jī)器人系統(tǒng)的示意圖,，包括頭/頸部塑料控制器,，塑料齒輪箱和低摩擦線，以及位于輻射場(chǎng)之外的步進(jìn)電機(jī),。

他們3D打印了幾乎所有組件,，包括：

• 齒輪箱
• 末端執(zhí)行器組件
• 外殼
• 安裝架
  

研究人員表示，兩臺(tái)3D打印機(jī)能夠以出色的方式制造此類零件：Formlabs Form 2打印機(jī)和Objet Eden 260VS,。使用的材料包括ABS和使用其他3D打印機(jī)時(shí)的PLA,。此外，頭/頸部控制器的頂板需要通過(guò)加工碳纖維增強(qiáng)的塑料來(lái)制造,，該塑料可以握住病人的頭部,，從而需要更高的強(qiáng)度。研究人員包括從1.1到5.2mm的15條不同位移的路徑,。

絕對(duì)定位誤差分析,。 （a）測(cè)得的絕對(duì)平移誤差（mm）精度為0.7±0.3 mm。 （b）偏航,，橫搖和俯仰的絕對(duì)旋轉(zhuǎn)誤差,，顯示所有低于3°的精度。

“該系統(tǒng)能夠在臨床可接受的空間限制下以亞毫米級(jí)的精度定位患者的頭部,。研究人員總結(jié)說(shuō)：“計(jì)算得出的系統(tǒng)中材料的衰減具有比參考材料（骨組織）低的HU值,，這可以通過(guò)一組沒(méi)有可見(jiàn)偽像的射線照相圖像進(jìn)行驗(yàn)證。具有骨骼模型的定位精度的結(jié)果決定了設(shè)備的精度為0.7±0.3 mm,。此外,，CBCT成像和后期校正研究驗(yàn)證了當(dāng)頭部和身體分別放置時(shí)，該系統(tǒng)用于對(duì)齊各個(gè)區(qū)域的功能,。未來(lái)的工作將集中于頭頸癌患者的放射治療應(yīng)用,。

CBCT圖像的無(wú)獨(dú)立校正與機(jī)器人系統(tǒng)輔助校正的比較。 （a,，c,，e）CBCT圖像，分別沒(méi)有對(duì)C2,，C4和T1進(jìn)行獨(dú)立校正,。 （b，d,，f）分別由機(jī)器人系統(tǒng)分別針對(duì)C2,，C4和T1校正的CBCT圖像。 （g）骨架圖中C2,，C4和T1的感興趣區(qū)域,。

從可編程系統(tǒng)到傳感器技術(shù)，甚至在家具設(shè)計(jì)等行業(yè)的制造中,，3D打印和機(jī)器人技術(shù)在許多情況下實(shí)際上是齊頭并進(jìn)的,。