英国伦敦大学学院(UCL)的研究员已经研发出一种修复术,这种修复术用一个小的齿轮箱,无需做手术就可牵伸义肢装置。受益者把假体植入坏死腿中的年轻癌症病人。这种植入和发育同步的假体牵伸装置的手术非常简单,在一般的门诊中就可以完成。
目前,外科医生通过腿部的小切口,旋转一个“钥匙”控制义肢中的伸缩装置,完成牵伸手术。这种手术需要一般的麻醉,病人在医院停留一个住院日即可。通常每年需要做三四次这样的手术,要延续约五年最终完成。
对于这种设备齐全、具有伸缩性的假体,UCL的义肢公司Stanmore已获得许可证,医疗器材部设计了一个已获得专利的运动轨道为圆形的行星减速箱,减速比为13000∶1。他们利用置于患者腿周围线圈产生的旋转磁场驱动齿轮箱,从而带动一个直径为1.2mm、厚4mm的稀土磁性转子旋转。这个磁场是完全反北-南极的,它在三相场中以英国标准50Hz(3000rpm)的频率旋转。
骨癌</a>免受重复手术疼痛有法" src="//img.jianke.com/article/201503/1878819058-20150312191030692.jpg" />
进展
最初医疗队用了一个没有任何迭片结构的线圈,UCL的研究人员和StanmoreImplants公司的技术管理人员JayMeswania介绍说。由于没有任何迭片结构,线圈内的热量会不断积累,因此我们必须冷却线圈,并且磁场并非集中在转子内而是在线圈周围。
在寻找更有效的组件的过程中,UCL的工程师们研究了ABB公司捐赠的定子铁心和各种反相变频器。他们最后请ABB的设备合作伙伴EMRSilverthor公司(Wembley,UK)详细说明了ABB公司的电机迭片结构定子对UCL规格的不利影响(552转,1.06mm,星状连接线圈)。最后的设计还采用了Danfoss公司的变频器控件。
腿部拉伸:医生限定的周期性假体牵伸模拟了年轻病人每个疗程2-3mm的生长率,避免了过分的拉伸组织和因此引发的疼痛。
并非高效
Meswania指出,电机装置本质上是低效的,这是因为由于病人的腿部组织填补了电机定子-转子中的空气空腔,这个空腔不能像传统的电机中的那样收缩到最小。“高效并不是我们的目标,我们的目标是能够在远处俘获磁场,”他说。最后的配置在定子周围产生一个稳定的磁场。尽管磁通量密度只有几十毫Tesla(几百Gauss)的量级,但由于齿轮箱的高减速比,转子依然能够牵伸义肢。
转子和齿轮箱的直径大概是四分之三英寸,长度约为一英寸。考虑到驱动器和要牵伸义肢的尺寸,它们适合九岁以上的病人。
迄今为止,Stanmore义肢公司为13位病人提供了这种装置。公司正在研究这种装置的长期效果并打算把这种义肢推向全世界。
(实习编辑:刘佩仪)
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