外科電動工具

當外科醫師在手術室進行手術時,經常使用充電式工具。這些工具必須精準可靠,並且還要通過數千次高壓消毒。這對微型馬達來說也同樣是非常高的考驗。

意外、骨折、緊急外科手術。在手術室裡,醫師們總是專注並儘可能快速地為病患作出最適當的治療。如果必須用夾板和螺絲固定骨折部位,外科醫師就會拿起骨鑽開始鑽孔。

這樣的場景,每天都在全世界的醫院裡上演。電動器具的廣泛應用,大幅減輕了外科醫師的工作負擔。以前可能只能以截肢方式處理的嚴重傷勢,透過使用這類器具,醫師們都能夠治療。電動工具的進步降低了手術的侵入性,意指將組織損傷機率降至最低,進而縮短術後復原時間。

高轉速組織細胞切除
說到外科手工具,大多數人立刻會聯想到一般的工匠器具。但是外科儀器在精準度、溫度變化和震動方面,都必須符合更高的標準。可靠性當然也是另一項重要因素。為電動工具提供動力的直流馬達也必須符合同樣的高要求。因此特別適合採用DC無刷馬達,因為它具有使用壽命長、轉速高的特性。

這兩種特性對於外科醫師用在膝蓋或肩部關節的刮刀(如下圖)來說特別重要。刮刀的用處在於有針對性地清除這兩個部位的組織和軟骨。這類工具配備一支長的不鏽鋼管,管徑末端開口有旋轉刀片。此處可使用如maxon EC 13 無刷馬達驅動,並搭配行星式減速機 GP 13。這顆馬達轉速可達每分鐘 90,000 轉,並且經過密封和防鏽處理。這對於刮刀來說是關鍵條件,因為刮刀會直接接觸一種食鹽溶劑。此外,馬達所產生的熱和震動都必須限制在最小範圍內,如此才能讓外科醫生的工作更容易。

DC 馬達必須能夠承受經常性的消毒處理

「外科手術工具裡的馬達必須在非常殘酷的條件下運作」,maxon motor 的高級專案負責人安東尼‧麥爾(Anthony Mayr)表示。馬達必須經得起強烈的震動, 還要在高負載狀態(轉矩或轉速)下承受高溫,以及為了符合嚴格的消毒和清潔要求而必須處於高溼度環境和接觸鹼性溶劑。「很幸運的是,」安東尼‧麥爾表示:「maxon 的 DC 馬達和減速機在這些條件下仍有優異的表現」。而 maxon 在自家實驗室內進行的廣泛研發和測試對此也有很大的貢獻。

「外科手術工具裡的馬達必須在非常殘酷的條件下運作。」
maxon motor 高級專案負責人Anthony Mayr

直流馬達在手術室裡最大的挑戰之一便是需要不斷地受到滅菌消毒, 因為在手術期間所有會接觸到病患的工具都必須經過消毒處理,大多數是以蒸氣方式進行。在高壓蒸氣滅菌器裡,儀器將在 2.3 bar 的壓力與 100% 的空氣溼度下,以 134 度持續加熱 20 分鐘。根據安東尼‧麥爾(Anthony Mayr)的說明,最新測試結果顯示,謹慎選擇材質和關鍵保護元件,例如透過真空方式密封轉子,可以製造出能夠承受超過 2000 次蒸氣消毒循環的馬達。同時,未來的馬達體積將更小、重量更輕、性能更高,進而能協助醫師更精準、更有效地進行外科手術, 病患也因此能夠更迅速地康復。

 © maxon motor ag

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