Kaffefaciliteter har en række forskellige anvendelsesformål foruden at få dig brummer, fra at fjerne lugt fra dit køleskab til gødning af din have. Næse- og halskirurgi er ikke en åbenlys tilføjelse til denne liste, men en ny opfindelse af ingeniører ved Vanderbilt University bruger knuste kaffebønner til at gøre billedteknologien til hovedkirurgi mere nøjagtig.
Relateret indhold
- Hvordan er hjernekirurgi som at flyve? Sæt et headset på for at finde ud af det
- Sådan transformerede nye bevægelsesteknologiske skuespillere til væsener til "Apæens planet"
"Vi kaldte det oprindeligt kaffehjelmen, " siger Richard Hendrick, en kandidatstuderende på universitetets medicinske ingeniørarbejde og opdagelseslaboratorium, om sit teams "granulære fastklæbningslås." Den kaffefyldte hætte blev oprettet for at løse et problem med teknologisk præcision.
I det sidste årti har billedstyret operation revolutioneret næse- og halsoperationer, hvilket giver læger mulighed for at spore deres instrumenter inde i en patients krop i realtid for at undgå unødvendig skæring, især i delikate endoskopiske operationer, der arbejder med værktøjer indsat gennem næsen eller gennem meget små snit. I dag bruges teknologien i næsten en million neurokirurgiske procedurer årligt. For at arbejde skal kirurger imidlertid være i stand til nøjagtigt at kortlægge det område, der opereres, inden operationen. De CT eller MR scanner deres patients hoved for at opbygge en 3D-model, og derefter bruger de et computerprogram til at stille modellen op med den rigtige patient på operationsbordet.
Ofte udføres denne "registrering" -proces ved at fastgøre mål kaldet "fiducials", beslægtet med de prikker, der bæres af skuespillere, der omdannes til CGI-tegn, til patientens hoved for at spore hans eller hendes kraniumfunktioner. Et kamera over patienten tilpasser 3D-modellen ud fra prikkernes placering, så læger kan se på en skærm under operationen og se i realtid, hvor de er inde i en patients hoved.
Når det gøres rigtigt, siger Hendrick, er disse scanningsteknologier nøjagtige "ned til mindre end en millimeter", men når de observerede operationer, så han og hans team sager, hvor kirurger ville ende med at køre deres værktøjer til områder, som deres skærme fortalte dem, at de ikke skulle have ' t løber ind, hvilket betyder, at scanningen var forkert. Dette kan føre til, at operationerne tager længere tid, fordi kirurger ikke har tillid til deres værktøjer længere, bemærkede Hendrick og kan forårsage utilsigtet skade på grund af forkert skæring.
"Vi kiggede på det, som 'hvad pokker foregår der?'" Siger Hendrick. Til sidst indså de, at problemet var med registreringsprocessen, nærmere bestemt disse prikker. Enhver utilsigtet bevægelse af prikkerne under scanningen eller operationen kaster linjen af 3D-modellen af, siger Hendrick, og det var chokerende let for denne bevægelse at ske, fordi menneskets hud er bøjelig og fleksibel og kraniet er glat og svært at forstå. Selv en stram svømmehætte, fandt Hendrick's hold, var modtagelig for små vugger, hvad enten det var fra en ufrivillig bevægelse af en patient eller kabler, der knagger hætten, og en forkert kalibrering på endda millimeter kunne være nok til at føre til et dårligt snit.
”Hovedet ligner stort set et æg, ” siger Hendrick. "Der er ikke meget geometri, som vi kan gribe godt ind i."
For at løse dette problem henvendte Hendrick's team sig til inspiration til et innovativt udstyr, der blev oprettet af Cornell University-ingeniører i 2010. Denne "universelle robotgreb" bruger en ballon fyldt med kaffegrunde fastgjort til et vakuum for at skabe en "hånd", der kan gribe fat i hvad som helst. Ballonen og jorden er løs, indtil vakuumet aktiveres, hvilket trækker kaffepartiklerne tæt mod hinanden og danner et ad hoc-fast stof. Hvis ballonen presses mod en genstand, mens den er løs, får aktivering af vakuumet kaffebakken til at danne et stramt greb omkring objektet.
Hendrick's team oprettede en hætte fyldt med kaffegrunde for at gøre det samme med hovedet. Når luften støvsuges ud af hætten, danner den en stiv tætning på hovedet og forhindrer, at prikkerne, der er fastgjort til hætten, bevæger sig.
"Den er virkelig, virkelig dannet på en stiv måde til anatomi, " siger Hendrick, der har prøvet på hætten flere gange og beskriver det som følelsen af at have noget "klod hårdt" fastgjort til dit hoved, men uden nogen smerter. ”Det er blevet noget, der virkelig forbedrede nøjagtigheden af disse registreringer med en hel del.”
Hendrick's team har ansøgt om et patent på sin enhed og leder nu efter en branchepartner til at hjælpe med at få lovgivningsmæssig godkendelse af det og bringe det ind i operationsstuer i de næste par år. Snart kunne kaffe spille en rolle i operationer udover at holde lægerne vågne.
