コーヒーかすには、冷蔵庫から臭いを取り除いたり、庭を肥やしたりするなど、さまざまな用途があります。 鼻と喉の手術はそのリストに明らかな追加ではありませんが、ヴァンダービルト大学のエンジニアによる新しい発明は粉砕されたコーヒー豆を使用して頭部手術の画像技術をより正確にします。
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「もともとコーヒーヘルメットと呼ばれていました」と、大学の医療工学およびディスカバリーラボの大学院生であり、チームの「粒状ジャミングキャップ」のリチャードヘンドリックは言います。 コーヒーで満たされたキャップは、技術的な精度の問題を解決するために作成されました。
過去10年間、画像誘導手術は鼻と喉の手術に革命をもたらし、医師は患者の体内の器具をリアルタイムで追跡して不要な切断を回避できるようになりました。小さな切開。 現在、この技術は年間100万件近くの脳神経外科手術に使用されています。 ただし、手術を行うには、外科医は手術前に手術中の領域を正確にマッピングできる必要があります。 彼らはCTまたはMRIで患者の頭をスキャンして3Dモデルを作成し、コンピュータープログラムを使用して手術台上の実際の患者とモデルを並べます。
多くの場合、この「登録」プロセスは、CGIキャラクターに変換される俳優が着用する「フィデューシャル」と呼ばれるターゲットを患者の頭に取り付けて、頭蓋骨の特徴を追跡することによって行われます。 患者の上のカメラは、点の位置に基づいて3Dモデルを再調整し、医師が手術中に画面を見て、リアルタイムで患者の頭の中を確認できるようにします。
Hendrick氏によると、これらのスキャンテクノロジーは「1ミリ未満」まで正確ですが、手術を観察する際、彼と彼のチームは、外科医が画面に表示してはならない領域にツールを実行してしまうケースを見ました。 t実行中。スキャンが間違っていたことを意味します。 これにより、外科医は自分のツールを信頼できなくなるため、手術に時間がかかる可能性があり、切断ミスによる偶発的な損傷を引き起こす可能性があります。
「私たちは、「一体何が起こっているのか」と見ていました」とヘンドリックは言います。 最終的に、彼らは問題が登録プロセス、特にそれらのドットにあることに気付きました。 スキャンまたは手術中のドットの偶発的な動きは、3Dモデルのアライメントから外れ、人間の皮膚は柔軟で柔軟で、頭蓋骨は滑らかで把握しにくいため、その動きは驚くほど簡単でした。 Hendrickのチームは、タイトなスイムキャップでさえ、患者による不本意な動きやキャップを引っ張るケーブルによる小さな揺れの影響を受けやすく、ミリメートル単位でのキャリブレーションのミスでも十分に切断できない可能性があることを発見しました。
「頭は卵のようです」とヘンドリックは言います。 「うまく把握できるジオメトリはあまりありません。」
この問題を解決するために、ヘンドリックのチームは、コーネル大学のエンジニアが2010年に作成した革新的なデバイスにインスピレーションを求めました。 真空がアクティブになるまでバルーンと地面は緩んでいます。これにより、コーヒー粒子が互いに強く引き付けられ、アドホックな固体が形成されます。 緩んだ状態でバルーンを物体に押し付けると、真空を作動させると、コーヒーの粉がその物体の周りにしっかりと握ります。
ヘンドリックのチームは、コーヒーかすで満たされたキャップを作成して、同じことを頭で行いました。 空気がキャップから吸引されると、ヘッドに堅固なシールが形成され、キャップに付着したドットが移動するのを防ぎます。
「それは本当に、解剖学的構造に堅固な形で形成されています」と、ヘンドリックは言います。 「これらの登録の精度を大幅に向上させたものになりました。」
Hendrickのチームはそのデバイスの特許を申請しており、今後数年間で規制当局の承認を得て手術室に持ち込むための業界パートナーを探しています。 すぐに、医師が目を覚まし続けるだけでなく、コーヒーが手術で役割を果たす可能性があります。
