13、快速鼓膜通气管插入的力 - 位置控制

快速鼓膜通气管插入的力 - 位置控制

在外科手术中，插入操作是常用的手术步骤之一。以耳鼻喉科为例，鼓膜通气管插入是治疗中耳积液（OME）的常见耳科手术，这种疾病影响着全球的儿童和成人。为克服现有通气管插入方式的不足，研发了一种基于办公室的手术设备。要确保该手术以快速、安全且高成功率的方式进行，就需要一种新的通气管插入方法。下面将详细介绍相关内容。

1. 背景与现状

OME 是一种常见的耳部疾病，当液体在中耳（鼓膜后方）积聚时就会发生。传统的鼓膜通气管插入手术通常在手术室进行，需要全身麻醉（GA）。手术过程包括在鼓膜上切开一个切口，然后用镊子和 Rosen 针将通气管插入切口，以平衡中耳与大气的压力并排出中耳内的液体。这种手术虽小，但成本较高，每次手术约 2000 美元，经验丰富的外科医生完成手术大约需要 15 分钟。

过去十年中，出现了一些基于办公室的手术方法，以克服传统手术的主要缺点。然而，这些设备大多需要外科医生手动操作，需要特殊技能，且未配备传感和控制系统，导致精度和智能性较低，对不同鼓膜的适应性和手术成功率可能受到限制。

近年来，一些利用力控制系统的外科手术设备研究取得了进展。力反馈控制可以为手术带来益处，提高手术设备的性能。力反馈控制辅助的鼓膜通气管插入有望提高插入成功率。不过，现有的系统大多并非为通气管插入或类似的有时间、成功率和安全性要求的手术设计。

2. 手术设备系统架构

手术设备由计算机和嵌入式控制卡控制，主要包括以下子系统：
- 机械系统（主体） ：用于在耳内的鼓膜上执行整个手术操作。
- 运动控制系统