適用于醫(yī)療器械的精密驅(qū)動系統(tǒng)
醫(yī)療器械是步進電機的主要應用場景之一,也是相關公司深耕的細分領域。在醫(yī)療器械生產(chǎn)中,從金屬到塑料部件,對精度的要求都極高。很多廠家為達精度采用伺服電機,但步進電機具有獨特優(yōu)勢。它相比伺服經(jīng)濟性更高,能降低生產(chǎn)成本,對于一些對成本敏感的醫(yī)療器械生產(chǎn)企業(yè)來說極具吸引力。而且其體積更小,在如今追求設備小型化的趨勢下,能滿足更多設計需求。同時,步進電機的精度可以滿足部分醫(yī)療設備,公司通過微型傳動系統(tǒng)配合步進電機應用于醫(yī)療器械制造行業(yè),甚至可替代部分伺服電機,這為醫(yī)療器械的生產(chǎn)提供了更多選擇和可能。
隨著醫(yī)療技術的發(fā)展,用于醫(yī)療手術或檢查的器械要執(zhí)行的任務日益復雜。精確和速度至關重要,而尺寸也需要小巧緊湊。步進電機配合微型傳動系統(tǒng)正好能滿足這些要求。憑借多年在微型精密齒輪零部件及微型傳動系統(tǒng)制造方面的經(jīng)驗,企業(yè)能夠提供醫(yī)療器械驅(qū)動解決方案定制。無論是小型的檢測設備,還是復雜的手術機器人,都可以根據(jù)具體需求設計合適的步進電機與微型傳動系統(tǒng)組合,提升器械的性能和可靠性,為醫(yī)療行業(yè)帶來更優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。
在上世紀90年代之前,像脾臟切除術、膽囊摘除術、疝縫補術等手術都屬于“直視手術”,醫(yī)生必須打開病人腹腔、胸腔等部位才能進行治療。這種手術方式創(chuàng)傷大,病人出血和輸血量較大,且術后恢復期較長。隨著通過很小的皮膚切口進行的微創(chuàng)手術試驗獲得成功,以及光纖內(nèi)鏡和微型手術器械的問世,微創(chuàng)手術迅速得到推廣應用。它大大減少了病人的痛苦,縮短了恢復時間,提高了治療的效率和質(zhì)量,成為現(xiàn)代醫(yī)療手術的重要發(fā)展方向。
如今,治療多種疾病將更多地運用手術機器人。手術機器人憑借其高精密性和使用便捷性,已經(jīng)被大多數(shù)外科領域所應用,如胸心外科、腫瘤外科、普通外科等領域,包括大部分的消化道手術、泌尿外科手術、婦科手術、機器人輔助胸腔鏡等。手術機器人能夠更精準地執(zhí)行手術操作,減少人為因素的影響,提高手術的成功率和安全性。它的出現(xiàn)是醫(yī)療技術的一次重大突破,為患者帶來了更好的治療體驗和康復前景。
醫(yī)療器械行業(yè)對專業(yè)的精密傳動提出了新要求,微創(chuàng)手術器械對加工設備、加工效率、加工精度具有極高的要求,屬于制造業(yè)中的精密領域。根據(jù)手術的目的,應用在手術室內(nèi)的機器人裝置通常有不同的設計。從樣式復雜的多臂式手術器械系統(tǒng),到火柴盒大小的系統(tǒng),都需要按需定制。前者用來完成復雜的手術,而后者則用來對手術器械進行定位。這些不同類型的裝置都需要高精度的傳動系統(tǒng)來確保其準確運行,滿足手術的各種需求。
在日常操作中,研發(fā)的微傳動系統(tǒng)配合步進電機在控制調(diào)節(jié)、傳遞運動方面,與傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)相比,具有質(zhì)量輕、能耗低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)勢。更能適應醫(yī)療器械行業(yè)對微型傳動系統(tǒng)精密控制、微型化、輕量化、低成本、低噪音、大規(guī)模生產(chǎn)等多方面需求。這種微傳動系統(tǒng)的應用,使得醫(yī)療器械在性能和生產(chǎn)效率上都得到了顯著提升,推動了醫(yī)療器械行業(yè)的發(fā)展。
微型手術器械末端的微型驅(qū)動系統(tǒng)的設計在醫(yī)療科學領域內(nèi)應用日益擴大。此技術具有不知疲倦、高精準度和靈敏速度的優(yōu)勢。目前,公司的微型傳動系統(tǒng)已經(jīng)在輸液泵、骨科創(chuàng)面沖洗泵、自動吻合器等產(chǎn)品上得到了廣泛應用。以胰島素泵為例,它是糖尿病領域胰島素皮下輸注的一種設備,通常由泵、小注射器、輸液管組成。胰島素泵可以持續(xù)供給胰島素,還能夠模擬生理胰島素基礎分泌,可保持血糖正常、平穩(wěn),對于糖尿病患者的治療和生活質(zhì)量的提高起到了重要作用。
全球胰島素泵市場主要被美敦力、Tandem、Insulet等企業(yè)占據(jù),其中美敦力是全球最大的胰島素泵供應企業(yè),糖尿病護理板塊是該公司四大主營業(yè)務之一,2020年美敦力糖尿病業(yè)務收入達到23.68億美元。在我國胰島素泵市場,主要被美敦力、丹納等外企,以及國產(chǎn)福尼亞、瑞宇、頂點等品牌占據(jù)。其中美敦力在國內(nèi)市場年銷售量達到2.8萬臺左右,占據(jù)國內(nèi)市場53%左右的市場份額,丹納泵占據(jù)28%左右的市場份額。這些數(shù)據(jù)充分顯示了胰島素泵市場的規(guī)模和競爭態(tài)勢,也體現(xiàn)了微型傳動系統(tǒng)在其中的重要性。
隨著醫(yī)療器械規(guī)格化、系統(tǒng)化、智能化、自動化的發(fā)展趨勢,越來越多的醫(yī)療器械將采用微型傳動系統(tǒng)。未來,醫(yī)療器械將成為微型傳動系統(tǒng)的重要應用領域之一。近年來,全球醫(yī)療器械市場需求持續(xù)強勁。根據(jù)Evaluate MedTech數(shù)據(jù)顯示,2013 - 2018年全球醫(yī)療器械市場規(guī)模由3638億美元增長至4278億美元,年均復合增速為3.29%;預計至2024年市場規(guī)模達到5945億美元,2018 - 2024年均增速將上升至5.64%。這種快速增長的市場規(guī)模為微型傳動系統(tǒng)的發(fā)展提供了廣闊的空間和機遇。
醫(yī)療器械驅(qū)動系統(tǒng)主要由本體、電氣、集成和傳感器四個技術部分組成。傳感精度和集成度的提高將推動醫(yī)療器械驅(qū)動系統(tǒng)的發(fā)展。本體部分將向輕量化、柔性化發(fā)展,以更好地適應不同的使用場景和患者需求;電氣實現(xiàn)驅(qū)控一體化,速度更快、更安全,提高了設備的運行效率和穩(wěn)定性;軟件集成專業(yè)化,仿真功能更強,能夠更準確地模擬和預測設備的運行情況;傳感器精細化,采樣速率加快,使得設備能夠更靈敏地感知和反饋信息。這些發(fā)展趨勢將促使微型傳動系統(tǒng)不斷升級和完善,以滿足醫(yī)療器械行業(yè)的更高要求。
當前行業(yè)發(fā)展趨勢是需要企業(yè)實現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)與傳動系統(tǒng)的一體化。公司將在繼續(xù)發(fā)展原有微型傳動系統(tǒng)、自制齒輪&齒輪箱的基礎上,將硬件、軟件、算法和電子控制等有效整合。目標是自制驅(qū)動系統(tǒng)與微傳動產(chǎn)品進行配套,以電機 - 齒輪箱 - 控制器集成解決方案和以驅(qū)動控制為核心的電控解決方案為長期發(fā)展方向。這樣做可以擴大產(chǎn)品差異化競爭優(yōu)勢,向全面的智能驅(qū)動解決方案提供商進一步延伸,提升公司的核心競爭力。
從機、電、磁、材料、化學、信息和控制等多學科領域,企業(yè)要去提高產(chǎn)品的制造精度,降低裝配難度。同時,提高微型傳動系統(tǒng)的設計開發(fā)、模具設計與精密加工能力、批量生產(chǎn)與成本控制、檢測測試等方面的綜合實力。通過這些努力,為客戶提供智能驅(qū)動解決方案,為醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的“中國智造”提供支撐。在未來的市場競爭中,企業(yè)將憑借自身的技術實力和創(chuàng)新能力,在醫(yī)療器械微型傳動系統(tǒng)領域占據(jù)更有利的地位,推動行業(yè)的不斷進步。