3D打�。号c放射療法兼容的機器人系統(tǒng)

來源：中國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器人系統(tǒng)》中討論了應(yīng)對放射中對柔韌性頸部保護的挑戰(zhàn)。療法并探索機器人的陪伴，以幫助提高定位。為了防止頸部柔韌性導(dǎo)致治療過程中出現(xiàn)問題，醫(yī)學(xué)專家經(jīng)常使用被動式固定罩以防止運動并以此定位。研究人員指出：隨著時間的推移，這種固定罩在沿頸椎的遠距離界標(biāo)之間仍然具有3–5mm的誤差范圍。通過將頭部與身體其他部位獨立定位，可以在頭部和頸部治療中實現(xiàn)精確的定位。“目前，這些機械系統(tǒng)尚未引入常規(guī)臨床實踐中。
到目前為止，還沒有其他系統(tǒng)與放射療法兼容，因此，作者可以自行解決問題，并開發(fā)出適用于放射療法的機器人系統(tǒng)。研究人員說：“在這個新系統(tǒng)中，所有與放射治療不兼容的組件都被布置在輻射場之外很遠的地方，通過一種新穎的塑料齒輪箱放置在輻射等角點下方40μcm處，從而減少了線性加速器機架間隙問題。由于從步進電機到端部執(zhí)行器的直接動力傳遞到間接動力傳遞的過渡，引入了一種主要是塑性的輔助位置反饋來輔助導(dǎo)航�！�
   
該系統(tǒng)已通過衰減測量以及射線照相成像驗證。在設(shè)計機器人系統(tǒng)時，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動范圍。研究人員將金屬馬達置于患者之間。

完全兼容放射療法的機器人系統(tǒng)。 （a）機器人系統(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，以及位于輻射場之外的步進電機。

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

絕對定位誤差分析。 （a）測得的絕對平移誤差（mm）精度為0.7±0.3 mm。 （b）偏航，橫搖和俯仰的絕對旋轉(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的精度定位患者的頭部。研究人員總結(jié)說：“計算得出的系統(tǒng)中材料的衰減具有比參考材料（骨組織）低的HU值，這可以通過一組沒有可見偽像的射線照相圖像進行驗證。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證了當(dāng)頭部和身體分別放置時，該系統(tǒng)用于對齊各個區(qū)域的功能。未來的工作將集中于頭頸癌患者的放射治療應(yīng)用。

CBCT圖像的無獨立校正與機器人系統(tǒng)輔助校正的比較。 （a，c，e）CBCT圖像，分別沒有對C2，C4和T1進行獨立校正。 （b，d，f）分別由機器人系統(tǒng)分別針對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)計等行業(yè)的制造中，3D打印和機器人技術(shù)在許多情況下實際上是齊頭并進的。