這聽起來雖然真的好像天方夜譚：目前在侵入性手術(shù)治療中所使用某些器械早在20世紀30年代便已問世，并一直沿用至今，幾乎沒有任何改良。
在多數(shù)情況下，這類器械的確可滿足其應(yīng)用需要，但患者的康復(fù)卻極為緩慢。這種情況在進行胸腔手術(shù)（例如心臟或肺部手術(shù)）時尤其常見。目
前主要有兩種方法可將胸腔打開至醫(yī)生可實施手術(shù)的程度：胸廓切開術(shù)（從肋間切入）和胸骨切開術(shù)（縱向切開胸骨）。實施胸廓切開術(shù)時，會
從兩條肋骨之間切入。實施胸骨切開術(shù)時，外科醫(yī)生會縱向鋸開胸骨，以打開胸腔。在這兩種情況下，外科醫(yī)生都需要借助一個帶手柄和止動爪的絞盤（
即牽開器）將肋骨或兩塊胸骨分開。但將肋骨分開需要很大的力量。
美國公司Physcient的研發(fā)團隊發(fā)現(xiàn)，分開肋骨所需的力量大約等于患者的體重。這就是說，使用牽開器可能會導(dǎo)致骨折、神經(jīng)壓迫、關(guān)
節(jié)過度擴張以及韌帶撕裂。并進而導(dǎo)致永久性術(shù)后傷害。位
于北卡羅萊納州達勒姆市的Physcient公司研發(fā)出可顯著降低因打開胸腔而導(dǎo)致的傷害的新技術(shù)。
Chuck Pell與Hugh Crenshaw共同創(chuàng)建了Physcient公司，前者解釋說：“擺在我們面前的，是
兩個必須解決的重要問題。一個問題是我們的牽開器不能大于目前手術(shù)室中所使用的器械。而另一個問題就是該器械要能承受頻繁的消毒。”
Physcient正是以此為目標，研發(fā)推出了Assuage? Smart Retractor?，該
器械采用新型技術(shù)來解決這一長期疑難問題，而不需要改變外科手術(shù)方法。Pell補充說道：“我們兩人的專業(yè)都是生物力學(xué)。因
此我們希望將我們學(xué)到的有關(guān)生物運動的知識運用到新型技術(shù)中。近來我們開始研究外科手術(shù)器械這一非常有趣的領(lǐng)域。目
前手術(shù)中所使用的大部分器械都發(fā)明于生物力學(xué)成為一個成熟的學(xué)科之前。”根據(jù)“國家心肺和血液研究所”的統(tǒng)計，每
年所進行的心臟手術(shù)已超過五十萬例。如果再算上超過十萬例的肺部 手術(shù)，那么對于高品質(zhì)手術(shù)器械的需求就更為明顯。目
前所使用的肋骨牽開器的設(shè)計之舊、所進行手術(shù)的數(shù)量之巨，直接導(dǎo)致了肋骨骨折案例的持續(xù)增加。
Crenshaw和Pell意識到過去對肋骨牽開器所需力量的研究甚少，因此組建了一個團隊，專門測量所需力量和效果并開發(fā)可降低傷害的技術(shù)。骨
骼具有可觀的延展性，可達到相當大的彎曲度才會折斷。但是這也取決于牽開器的運動速度。肋骨在猛然彎曲的情況下極易折斷，使
用手搖式牽開器時就常常出現(xiàn)這種情況。因為骨纖維需要一些時間才能伸展開來。自動調(diào)節(jié)式Assuage?肋骨牽開器帶有內(nèi)置傳感器，可
快速識別到纖維不穩(wěn)定的情況。這個信息將被反饋給儀器，這樣儀器就能根據(jù)肌體組織的具體情況作出相應(yīng)的反應(yīng)。電
機的這種閉環(huán)反饋電路必須極為準確且絕對可靠，這樣才能用于醫(yī)療儀器。
動作柔和的高轉(zhuǎn)矩maxon電機
Physcient以maxon電機為基礎(chǔ)構(gòu)建了第一臺原型機。對于電機的一個重要要求便是，即使在低轉(zhuǎn)速情況下也必須保證無頓轉(zhuǎn)運行。肋
骨牽開器必須要能溫和平穩(wěn)地運行，這樣才能將對患者傷害降至最低。無刷
直流電機可使用電池驅(qū)動，非常方便。通
過帶傳感器系統(tǒng)的內(nèi)置控制系統(tǒng)可精確地控制牽開過程。Physcient專門選擇了高轉(zhuǎn)矩電機，以便能完成所需力量較大的任務(wù)。“
maxon提供的電機不但要提供醫(yī)學(xué)史上最大的牽開力，而且還必須非常精確地工作，才能將對韌帶和軟組織的傷害降至最低”，Pell解釋道。
maxon motor生產(chǎn)的電機范圍廣泛，直徑從6 mm至90 mm不等，可用于各種不同的應(yīng)用。通過電子換向可將電磁干擾降至最低。無
刷
直流電機沒有會磨損的機械刷，這一優(yōu)點可保證較長的使用壽命。此外，高品質(zhì)預(yù)載滾珠軸承更進一步地延長了電機使用壽命。
Physcient Assuage? Smart Retractor?的設(shè)計也充分考慮到骨骼和組織的物理特性。和
多數(shù)心胸外科領(lǐng)域內(nèi)的研究項目一樣，該產(chǎn)品也曾在豬只身上進行過實驗，因為豬只的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)與人體的生物力學(xué)結(jié)構(gòu)頗為相似。P
hyscient團隊設(shè)計出的原型機帶有兩排彎曲的金屬鉤，每排金屬鉤用來圍住一條肋骨。在牽開器自動牽開肋骨的過程中，可
通過傳感器信號來控制maxon電機，從而保證以溫和的方式打開胸腔。實驗證明，Physcient的牽開器可明顯降低組織創(chuàng)傷并減輕疼痛。同
時也能使患者維持良好呼吸，康復(fù)時間也明顯縮短。Assuage?的生產(chǎn)啟動后，P
hyscient的研發(fā)團隊將繼續(xù)致力于其它長期未得到改善的醫(yī)療器械的研究工作。
在醫(yī)療器械改進的過程中，Physcient公司始終著眼于患者的福利。公司也計劃對所有外科手術(shù)器械進行自動化改進。Assuage?
Smart Retractor?計劃將于2013年投放市場。
