Transluminal 医疗器械的主动润滑技术
医学物理
2025-06-10 v1 机器人学
摘要
经皮 Minimally 侵入手术通过自然体孔或小切口以内解剖结构为通路，旨在促进快速恢复并降低并发症风险。然而，在体腔内导航器械（如导管和内镜）时，会产生与腔壁之间的摩擦力，可能引发穿孔、触感反馈差等问题，甚至导致器械屈曲。本文提出一种主动润滑经皮器械的新方法，通过在器械表面施加超声振动，生成接触界面上的压力液膜，从而润滑界面并降低摩擦力。我们实现了该方法的原型导管，并在干燥和液体润滑条件下进行了验证，同时测试了刚性和柔软界面以及不同解剖曲度的情况。在心脏导管应用案例中，主动润滑在体外猪主动脉组织上的摩擦力降低最高可达 42%，在刚性基板上降低 82%，显示出其在健康组织和钙化组织上的潜在性能。热成像显示，组织-导管界面温度保持在安全范围内。此外，该系统在导管插入实验中有效防止了屈曲，进一步展示了其潜在价值。通过降低伤害风险并提升程序稳定性，主动润滑技术可大幅提升经皮介入的安全性和有效性。
引用
@article{arxiv.2506.07225,
title = {Active Lubrication of Transluminal Medical Instruments},
author = {Mostafa A. Atalla and Jelte Nieuwenhuis and Alan Martin and Xuan Wang and Ahranee Canden and Matt J. Carré and Roger Lewis and Aimée Sakes and Michaël Wiertlewski},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.07225},
year = {2025}
}