Оториноскопический миниробот-комбайн.
 
1. Автономный оториноскопический робот-комбайн совмещает в себе следующие узлы:
 

- Пристяжные съёмные кассеты с роботизированным инструментом, не допускающимошибок моторики рук пользователя,оставляя ему лишь задачу прицеливания при микроманипуляциях;

- Микросъёмник изображения с углом обзора + 35º от дистального торца сменной воронки и его эфирной передачей на внешний монитор ПК или телевизор, либо на монитор в пристяжной съёмной кассете;

- Автономная пневмо-гидравлическая система, позволяющая все режимы пневмоотоскопии и массажа перепонки;

- Универсальная ручка питания со встроенным токорегулятором, бесконтактным коммутационным устройством и микропроцессором, для одновременной генерации многотоковых режимов;

- Всецветный осветитель, с электронным выделением и интеграцией заданных монохромных и полихромных цветов, для выявления будущих патологий по глубинным слоям слизистой методами хромоскопии;


2. Пристяжные съёмные кассеты (3 шт. по 5 манипуляторов):

 

- Каждая содержит узел коммутации пневмо-гидравлических, высоковольтных электрических и механических трактов, 5 различных роботизированных манипуляторов, устройство транспортирования с узлом захвата инвертора выбранного инструмента;

- Каждый роботизированный инструмент (рис.3) состоит из инвертора движения стандартизованного внешнего размера (рис.1, рис.2), содержащего механизм – преобразователь движения, специфический для каждого типа инструмента, и собственно сменного инструмента,одноразового или стерилизуемого многоразового;

- При включении функционирования каждый инструмент делает нормированный одинаковый шаг вперёд от выбранной пользователем точки позиционирования;

- Применение роботизированного инструмента позволяет оставить зависимым от человека только его выдвижение в точку позиционирования и прицеливания, и не зависеть от ошибок моторики рук при выполнении манипуляций острым и высоковольтным инструментом по нелинейным траекториям;

 

 

 

3.Микросъёмник изображения с дистального торца внешней сменной воронки:

- Отличается малым зрачком объектива (0,6 мм), не противоречащим выдвигаемым инструментам, в т.ч. крупногабаритным пневмо-гидравлическим манипуляторам;

- Освещение зоны наблюдения осуществляется световолоконным нерегулярным жгутом кольцевой апертуры, фланец которого размещён на торце оптической головки;

- Микросъёмник изображения (3.1) жёстко размещён во внутренней съёмной воронке (3.2),что позволяет его легко снять и осуществлять наблюдение визуально;

- Применение монитора (3.3) в пристяжной съёмной кассете (3.4) позволяет наблюдать зону манипулирования со значительным увеличением (до 15*) без внешних мониторов и телевизоров, либо транслировать изображение по эфирному каналу;

- Размещение камеры диам.0,6 мм на торце съёмнойворонки позволяет получить сектор обзора (раскрыва) изображения +35°, что обеспечивает бинокулярное восприятие.

 

4. Автономная пневмо-гидравлическая система:

- Состоит из многоскоростного пневмогидравлического реверсного насоса, способного создавать импульс повышенной тяги, клапанных устройств и ёмкостей для промывочной жидкости и загрязнённой пульпы;

- Размещается в мягком чехле (4.1) регулируемого периметра для оптимального размещения на предплечье при любых антропологических особенностях пользователя;

- Способна осуществлять пневмоотоскопию и пневмомассаж в любых режимах.

 

5.Универсальная ручка питания:

- Содержит встроенный микропроцессор (5.1),позволяющий при постоянном напряжении аккумулятора 2,4 В одно-временно генерировать различные напряжения и токи с любыми огибающими, необходимыми для питания и управления узлами робота, обработки видеосигнала, электромеханических приводов, высоковольтных манипуляторов, освещения,индикации, поддержания эфирного канала, управления цветом;

- Содержит встроенный ферритовый токорегулятор (5.2) для регулирования мощности света и коммутационный узел (5.3), не допускающий ошибок персонала при сборке и замене аккумулятора;

- Позволяет устанавливать различные оптические головки за счёт унифицированого узла крепления;

 

6. Всецветный осветитель с электронным регулированием цвета:

- Позволяет выделять заданные монохромные и интегрировать полихромные цвета с нормированной мощностью света в каждом случае для целей ранней диагностики по состоянию различных подслоёв слизистой методами хромоскопии;

 

Б. Конструкция ОРК в статике:

При создании автономной моноблочной конструкции робота преодолён ряд противоречий:

 

1. Для проникновения в слуховой канал на наибольшую глубину и использования ОРК при лечении детей, учитывая конусность внешней съёмной воронки, необходимо обеспечить работоспособность конструкции при диаметре её дистального отверстия не более 3-4 мм.

В это отверстие необходимо доставить свет. Через это отверстие неоходимо снять изображение слухового канала с глубиной осмотровой зоны до 26 мм от торца воронки. Через это же отверстие неоходимо манипулировать инструментами (механическими, пневмо-гидравлическими и высоковольтными), из которых пневмо-гидравлические являются наибольшими по габаритам и перекрывают зону освещения и обзор.

 

2. Для обеспечения автономной работоспособности необходимо при питании от одного аккумулятора ре-шить проблему различия токовых режимов питания для освещения, нагрева жидкости и воздуха, питания съёмника изображения, преобразования видеосигнала и его эфирной передачи, питания насоса и клапанов в различных режимах, питания приводов механических инструментов и узлов их транспортирования, высоковольтных коагуляторов и эпиляторов, управления, индикации, генерации и выбора цвета и пр.Т.е. необходим процессор-преобразователь с возможностью реализации различных алгоритмов создания моно- и политоковых режимов генерации.

Для обеспечения автономной работоспособности пневмо-гидравлической системы ОРК необходима её компактность, герметичность, лёгкость замены ёмкостей, независимость размещения от антропологических особенностей пользователя, а для одноручной работы – размещение на руке, держащей ОРК, чтобы стало возможно использовать вторую руку для вспомогательных действий.

 

3. Для снижения и устранения ошибок моторики рук пользователя при выполнении манипуляций опасным инструментом по сложным траекториям необходимо, чтобы сложная часть траектории выполнялась приводом, а пользователь должен был определять лишь точку позиционирования и прицеливания.

При этом для разных видов инструментов поле их дополнительного выдвижения и последующего функционирования должно быть нормировано, что обеспечивается индивидуальным для каждого инструмента приводом, размещаемым в инверторе этого манипулятора.

 

4. Для обеспечения одноручного управления всеми элементами робота, размещение элементов управления максимально приспособлено к эргономическим возможностям кисти руки, в т.ч. выбор цвета освещения.

Выбор цвета необходим в связи с тем, что не все патологии идентифицируются в белом свете на поверхности слизистой, большая их часть обнаруживается и на более ранней фазе диагностируется методами хромоскопии по различным подслоям слизистой в фиксированных монохромных и полихромных цветах.

 

5. Все разнотипные виды манипуляторов имеют инверторы с корпусами одинаковых внешних размеров с одинаковыми элементами захвата, крепления и передачи привода, позволяющими пользователю самостоя-тельно комплектовать состав сменных кассет с манипуляторами, исходя из конкретных целей (диагностика, амбулаторное обслуживание, хирургия и т.д.).

При этом конструкция кассет, вне зависимости от размещаемых в них манипуляторов, имеют одинаковые узлы крепления к телу робота, конструкцию пантографа транспортирующего выбранный манипулятор в оптическую головку, устройство реверса и питания, приводы.

 

6. Дистальный объектив микросъёмника изображения (МИ) вынесен за пределы собственно оптической головки ОРК так,чтобы находиться практически на дистальном торце сменной воронки. Для достижения наименьшего размера дистального объектива оптический тракт собран не из линзовых,а из градановых элементов, что позволяет получать цветное изображение с приемлемым разрешением и широким углом обзора.

Поскольку тонкая трубочка с градановым объективом не терпит механических деформаций,МИ размещён в отдельной жёсткой съёмной внутренней воронке, позволяющей её многократно вставлять (вынимать) в (из) оптическую головку.

МИ выполнен в виде моноблока, заканчивающегося мини-корпусом с CMOS-матрицей, которая неразъёмно соединена с многоразовым разъёмом на жёсткой съёмной внутренней воронке.

 

7.Энергопитание ОРК осуществляется от универсальной аккумуляторной ручки питания со встроенным ферритовым токорегулятором, бесконтактным коммутационным устройством и микропроцессором, для одновременной генерации многотоковых режимов;

 

8. ОРКспособен осуществлять автономное функционирование в различных вариантах комплектации:

 

 

а). Как обычный оториноскоп с освещением белым светом по встроенному в оптическую головку световоду.

С визуальным наблюдением и ручным манипу-лированием.

- без встроенного в аккумулят. ручку микропроцессора;

- без спецосветителя и узла выбора монохромных и полихромных цветов;

- без съёмной внутренней воронки с МИ;

- без пристяжной кассеты с экраном;

- без пристяжной кассеты с манипуляторами;

- без кассеты с пневмо-гидравлической системой;

б). Как обычный оториноскоп, но с возможностями хромоскопии.

С визуальным наблюдением и ручным манипу-лированием.

- без съёмной внутренней воронки с МИ;

- без пристяжной кассеты с экраном;

- без пристяжной кассеты с манипуляторами;

- без кассеты с пневмо-гидравлической системой;

в). Как обычный оториноскоп, но с возможностями хромоскопии и наблюдением изображения на внешнем бытовом телевизоре или мониторе ПК.

С ручным манипулированием.

- без пристяжной кассеты с экраном;

- без пристяжной кассеты с манипуляторами;

- без кассеты с пневмо-гидравлической системой;

г). Как оториноскоп с возможностями хромоскопии и наблюдением изображения на пристяжном экране.

С ручным манипулированием.

- без пристяжной кассеты с манипуляторами;

- без кассеты с пневмо-гидравлической системой;

д,е). Как оториноскопический робот с возможностями хромоскопии, наблюдением изображения на пристяжном экране (на внешнем экране) и использованием роботизированных механических и высоковольтных манипуляторов.

- без кассеты с пневмо-гидравлической системой;

ж). Как полнокомплектный оториноскопический автономный робот-комбайн (ОРК)

Превышает возможности всех известных мировых стационарных неавтономных аналогов (компактных, автономных, одноручных – не существует).

 
 
Может использоваться:

 

Полнокомплектно, т.е. с выводом увеличенного изображения на пристяжной монитор (15*) и пристёгнутой кассетой с роботизированным инструментом;

 

 

 

 


 2. Отдельно с пристёгнутой кассетой с роботизированным инструментом (без пристяжного монитора) и эфирным выводом изображения на внешний компьютер или телевизор; 

 

 

3. Отдельно с пристёгнутым монитором (без кассеты с роботизированным инструментом) и ручной работой обычным инструментом оториноларинголога; При этом изображение увеличено 15*.

 

 

 

4. Как обычный оториноскоп (без пристёгнутых кассеты с роботизированным инструментом и монитора), но с выводом увеличенного изображения на внешний компьютер или телевизор.

  

 

 

 

Инвестору - состояние ОКР в настоящее время (15.08.14г.)

Наим.сос-тавных частей

Состояние работ

Что сделано

Безотлагательно необходимо (1-я очередь) делать сейчас

Предстоит далее (2-я очередь),необходимо по итогам НИОКР

Итоговая ОКР «ОРК»

и по входящим составным частям:

Разработан дизайн-проект общей компоновки, устраняющий противоречия при совмещении составных частей

Проработано 10 вариантов общей компоновки, изготовлена полно-размерная 3D-модель робота оптимальной компоновки

1.Оснащение выпуска (ОВ) аккумуляторной ручки,

2.ОВ бликозащитных насадок

3. ОВ ЗУ

4.ТЗ на процессор и КД на блок в ручке

 

20,82 млн.руб.

1.ОВ аккумуляторных батарей 2,4 В 6 А/ч

2.ОВ оптической головки

3.ОВ шейки опт.головки с коммутационными узлами

4.ОВ укладки и тары

5.ОВ блока процессора

43,02 млн.руб.

НИР «Обойма»

НИР выполнена.

Разработаны тематич. основы,6 вариантов пне-вмо-гидравлических схем,эскизная КД и ди-зайн-проект ПГС. Изго-товлены макеты ПГС и манипулятора впрыска.

1.Рабочая КД на насосно-кла-панную группу

2.Рабочая КД на тракт до выхо-да из опт.головки,быструю ком-мутацию,питание,управление

3.ЧТЗ на процессор

10,41 млн.руб.

1.ОВ ПГС

2.ОВ постоянных и сменных элементов тракта и ПГС

 

 

26,14 млн.руб.

НИР «Око»

Проведены 2 варианта расчётов оптических схем

Разработаны темати-ческие основы, изготовлен градановый опытный образец микросъем- ника изображения на CMOS матрице

1.ОВ съёмной воронки

2.Рабочая КД на разъёмы, пристяжной монитор

3.ЧТЗ на процессор

4.Макетирование

19,66 млн.руб.

1.ОВ пристяжного монитора

2.ОВ видео и электронного тракта

3.ОВ микросъёмника изображения

21,97 млн.руб.

НИР «Элемент»

Разработана эскизная КД механических манипуляторов с 2-мя вариантами инверторов

Разработаны темати-ческие основы, изготовлен масштабный образец наиболее сложного гидроманипулятора

1.КД на кнопку управления

2.КД на пантограф

3.КД на платформу с направляющей, с устройством захвата, выдвижения и передачи привода

4.КД на инверторы и манипуляторы

5.ЧТЗ на процессор

6.Макетирование 21,97млн.руб

1.ОВ кнопки управления

2.ОВ пантографа

3.ОВ платформы с направ-ляющей, с устройством захвата, выдвижения и передачи привода

4.ОВ инверторов и манипу-ляторов

28,91 млн.руб.

НИР «Свет»

Осуществлены 3 варианта расчётов оптических схем

Разработаны тематические основы построения конструкции

1.КД на всецв. осветитель, совместимый с ЕЭБ БО

2.ЧТЗ на процессор

3.Макетирование17,72млн.руб

1.ОВ всецветного осветителя, совместимого с ЕЭБ БО и оптической головкой ОРК

12,03 млн.руб.

 

                                                                                               ИТОГО: 90,58 млн.руб. 132,07 млн.руб.


 

ВСЕГО: недостающее финансирование 222,65 млн.руб. (в ценах 2014г.)

 

^