Diferite tipuri de motoare Stirling

Posted: Septembrie 11, 2013 in B) Tipologie

A) După modul de funcționare:

1) Alfa Stirling

Un motor de tip Alfa Stirling conține două pistoane de lucru, unul cald și altul rece, situate separat în câte un cilindru. Cilindru pistonului cald este situat în interiorul schimbătorului de căldură de temperatură înaltă iar cel al pistonului rece în schimbătorul de căldură de temperatură scăzută. Acest tip de motor are o putere litrică foarte mare dar prezintă dificultăți tehnice din cauza temperaturilor foarte mari din zona pistonului cald și a etanșării sale. [Wiki]

File:Alpha Stirling.gif

Fig 1. Modul de acționare a motorului Alfa Stirling (albastru- rece, roșu- cald) [Wiki]

2)Beta Stirling

Un motor de tip Beta Stirling are un singur cilindru în care sunt asezate un piston de lucru si unul de refulare montate pe acelasi ax.
Pistonul de refulare nu este montat etans si nu serveste la extragerea de lucru mecanic din gazul ce se dilata având doar rolul de a vehicula gazul de lucru între schimbatorul de caldura cald si cel rece.
Când gazul de lucru este împins catre capatul cald al cilindrului, se dilata si împinge pistonul de lucru.
Când este împins catre capatul rece, se contracta si momentul de inertie al motorului, de obicei marit cu ajutorul unui volant, împinge pistonul de lucru în sensul opus, pentru a comprima gazul. [EnergiaViitorului]

File:Beta stirling animation.gif

Fig 2.  Modul de acționare a motorului Beta Stirling (albastru- rece, roșu- cald) [Wiki]

3) Gama Stirling

Un motor de tip Gama Stirling este un Beta Stirling la care pistonul de lucru este montat într-un cilindru separat alăturat de cilindrul de refulare, dar este conectat la același volant.
Gazul din cei doi cilindri circulă liber între aceștia.
Aceasta variantă produce o rată de compresie mai mică dar este constructiv mai simplă și adeseori este utilizat în motoare Stirling cu mai mulți cilindri. [EnergiaViitorului]

Fișier:Animgamma.gif

Fig 3.  Modul de acționare a motorului Gama Stirling (albastru- rece, roșu- cald) [Wiki]

4) Alte tipuri :

Fișier:Animation TDC 01 jeff.gif

Fig 4. Modul de acționare a motorului Stirling cu piston liber [Wiki]

B) După dimensiune :

1) Mici :

https://i2.wp.com/www.stirlingengine.com/wp-content/uploads/2012/02/MM-1_coffee_cup_stirling_engine_product.jpg

Fig 5. Motor Stirling ce funcționează pe baza căldurii emise de către o cană de cafea fierbinte [StirlingEngine]

https://i1.wp.com/renaud.ca/wordpress/wp-content/uploads/2008/11/stirling-engine.jpg

Fig 6. Motor Stirling de mici dimensiuni, care are ca sursă de caldură – spirtiera [Renaud]

https://i0.wp.com/renaud.ca/wordpress/wp-content/uploads/2008/11/stirling-hog-engine.jpg

Fig 7. Motor Stirling cilindrul „cald” din sticlă specială [Renaud]

Motor Stirling 4 pistoane MD.HB34 - turbina de putere

Fig 8. Motor Stirling de mici dimensiuni, în patru pistoane [EnergiaViitorului]

https://i2.wp.com/diystirlingengine.com/wp-content/uploads/2012/10/soda-can-stirling-engine-3.jpg

Fig 9. Motor Stirling „Home Made” realizat din cutii de aluminiu [DiyStirlingEngine]

2) Medii :

Fig 10.Motor Stirling – Kockums 4-95, motor creat inițial pentru submarine [CNCCookBook]

ST-5_jpg_edit

Fig 11. Generator Stirling [NewEnergyDirection]

https://i2.wp.com/i1.ytimg.com/vi/5pdqDQwehlk/hqdefault.jpg

Fig 12.  Motor Stirling ce funcționează pe baza energiei solare [i1.ytimg]

3) Mari :

Fig 13. Motor Alfa Stirling [Bekkoame]

 

Fig 14. Dodge D-150 cu motor Stirling [Hemmings]

Sunlab.jpg

Fig 15. Generator solar de electricitate, având la bază un motor Stirling [EnergyFuture]

Sandia

Fig 16. Generator solar de electricitate, cu motor Stirling și perete de oglinzi [EditInternational]

Tricycle

Fig 17. Tricicletă acționată de un motor Stirling [EditInternational]

Realizator:

Ing. Adrian-Paul BASARMAN

Stirling-Motor

Fig 1. Motorul Stirling [TurboSquid]

Motorul Stirling a fost inventat de către Dr. Robert Stirling și a fost brevetat în 1816. În cărțile din epoca respectiva a fost numit simplu, mașina cu aer a lui Stirling. Tema principală a brevetului se referea la un schimbător de căldură pe care Stirling l-a denumit “economizor”, pentru că poate contribui la economisirea de carburant în diferite aplicații. [Descoperă]

PHOTO of  ROBERT STIRLING

Fig 2.Rev Dr Robert Stirling (1790-1878) [Stirling Engines]

1816 patent engine

Fig 3.Design-ul initial al motorului Stirling [Stirling Engines]

În familia mașinilor termice, motorul Stirling definește o mașină termică cu aer cald cu ciclu închis regenerativ, cu toate că incorect, termenul deseori este utilizat pentru a se face referire la o gamă mai largă de mașini. În acest context, „ciclu închis” înseamnă că fluidul de lucru este într-un spațiu închis numit sistem termodinamic, pe când la mașinile cu „ciclu deschis” cum este motorul cu ardere internă și anumite motoare cu abur, se produce un permanent schimb de fluid de lucru cu sistemul termodinamic înconjurător ca parte a ciclului termodinamic; „regenerativ” se referă la utilizarea unui schimbător de căldură intern care mărește semnificativ randamentul potențial al motorului Stirling. Există mai multe variante constructive ale motorului Stirling din care majoritatea aparțin categoriei mașinilor cu piston alternativ. În mod obișnuit motorul Stirling este încadrat în categoria motoarelor cu ardere externă cu toate că sursa de energie termică poate fi nu numai arderea unui combustibil ci și energia solară sau energia nucleară. Un motor Stirling funcționează prin utilizarea unei surse de căldură externe și a unui radiator de căldură, fiecare din acestea fiind menținut în limite de temperatură prestabilite și o diferență de temperatură suficient de mare între ele. [Wiki]

Fișier:BetaStirlingTG4web2.jpg

Fig 4. Secţiune prin schema unui motor de tip Beta Stirling cu mecanism de bielă rombic [Wiki]

1 (roz) – peretele fierbinte al cilindrului, 2 (cenuşiu închis) – peretele rece al cilindrului (cu 3 (galben) racorduri de răcire), 4 (verde închis) – izolaţie termică ce separă capetele celor doi cilindri, 5 (verde deschis) – piston de refulare, 6 (albastru închis) – piston de presiune, 7 (albastru deschis) – volanţi,
Nereprezentate: sursa exterioară de energie şi radiatorele de răcire. În acest desen pistonul de refulare este utilizat fără regenerator.

Motorul Stirling este o maşină termică ce operează prin cicluri de compresie şi decompresie a unui fluid de lucru, bazate pe diferenţe de temperatură şi care, în final, transformă direct energia termică în energie mecanică.

Practic, el are nevoie de două incinte care comunică, una fiind încălzită iar cealaltă răcită. Aerul sau gazul de lucru care se dilată, respectiv se contractă termic pune în mişcare doi cilindri (sau unul, funcţie de modelul ales), iar unul sau două sisteme cu bielă manivelă transformă mişcarea rectilinie într-una de rotaţie. [Financiarul]

Motorul Stirling este o mașină termică cu aer cald cu ciclu închis regenerativ, unde fluidul de lucru se află într-un spațiu închis. Termenul de “regenerativ” se referă la utilizarea unui schimbător de caldura intern care mareste semnificativ randamentul potential al motorului Stirling.

Motorul Stirling atinge cel mai mare apogeu in procesul de transformare a energiei termice in lucru mecanic, teoretic pana la randamentul maxim al ciclului Carnot, desi in paractica acesta este redus de proprietatile gazului de lucru si a materialelor utilizate. Coeficientul de frecare, conductivitatea termica, punctul de topire cat si deformarea plastica ar contribui semnificativ la reducerea randamentului.

Acest motor poate functiona pe baza unei surse de caldura indiferent de calitatea acesteia, fie ea energie solara, chimica sau nucleara.

Motoarele Stirling sunt mai silentioase si mai economice decat cele cu ardere interna, pot fi mai sigure in functionare si nu au nici cerinte mari de intretinere.

Motoarele Stirling au si dezavantaje. Necesita cheltuieli mai mari, sunt de dimensiuni mai mari si mai grele. Insa pentru unele aplicatii, o analiza temeinica a raportului cheltuieli-castiguri poate avantaja motoarele Stirling fata de cele cu ardere interna. [Descoperă]

Pentru cei care vor detalii tehnice mai exacte, vă recomand următoarea carte și respectiv un link :

1) HOMUTESCU, Condrat Adrian, ș.a. – Introducere în Mașini Stirling, Editura Cermi, Iași, 2003. [mec.tuiasi]

2) Stirling Technology,Inc. [Stirling-Tech]

Realizator:

Ing. Adrian-Paul BASARMAN

Despre tot și toate

Posted: Mai 29, 2013 in 8) Considerații

https://i1.wp.com/perpetual-wonder.com/blog/wp-content/uploads/2012/07/work-in-progress.png

Fig. 1: Muncă în plină desfășurare ! [Perpetual Wonder]

Aş vrea sa incep prin a spune că prin acest proiect ne-am dezvoltat cultura generală. Putem spune că la început, când am primit tema,  toţi am fost puţin dezorientaţi…Nu stiam ce temă sa alegem, dacă va fi potrivită sau nu. Am venit toţi cu mai multe propuneri şi am căzut toţi de acord să abordăm Cultura Mayaşă. După ce l-am ales pe Adrian lider, el ne-a dat tuturor de lucru şi a început sa ne streseze. Am lucrat, ne-am documentat, am postat pe grup fel de fel de lucruri interesante, ne-am tot întalnit până am ajuns şi la ceartă, bine că n-am ajuns şi la bătaie.

Când am ajuns şi noi să ne întelegem, aflăm că tema nu ar fi potrivită, că ar trebui sa ne alegem alta. Eram aproape gata cu proiectul, alti nervi…În cele din urmă, ne-am hotărât să facem un muzeu al transplantului de inimă, iar această temă s-a dovedit a fi cea mai potrivită. Am lucrat toţi cot la cot şi pot spune că ne-am implicat, doar aveam un scop, proiectul trebuia să fie cât mai bun şi chiar a fost. Poate nu cel mai bun, dar eu sunt mulţumită de ce am realizat.

Am ajuns şi la momentul prezentării proiectului, toţi aveam emoţii, dar după ce Adi şi Silvia au prezentat, am devenit cu toţii mai relaxaţi. A ieşit bine, colegii din celelalte grupe ne-au apreciat munca, iar aceasta a fost cea mai mare satisfacţie a noastră.

Nu doar noi am muncit, ci şi celelalte grupe, s-a văzut asta. Proiectul grupei lui Seby mi s-a părut interesant, cu multe imagini, păcat că nu s-a văzut foarte bine. Proiectul grupei Erikăi mi s-a părut deopotrivă interesant şi mi-a plăcut că toţi cei din grupă au ieşit în faţă şi au spus câte ceva, în schimb, nu mi-a plăcut publicitatea.

Cu alte cuvinte, acest proiect ne-a ajutat să înteţelegem ce e cu adevărat munca în echipă. Cred că acesta era şi scopul domnului profesor, să ne înveţe cum să colaborăm, cum să ne împărţim sarcinile şi cum să ne înţelegem, iar din punctul meu de vedere, a reuşit.

Realizator:

Masterand Alexandra POP

Problem Solving Flowchart

Fig 1.Umor:  Modul de a rezolva o problemă ! [WolfEscape]

Ca să încep cu  începutul, aș vrea să menționez că am lăsat să treacă ceva timp până să mă apuc de scrierea considerațiilor, deși indicațiile erau de a realiza acest scurt eseu în următoarea zi, sau chiar în ziua aceea, pe cât posibil. Am lăsat să treacă ceva timp ca acea infuzie de informații, evenimente și păreri să se poată sedimenta și să pot extrage concluziile potrivite.

Acea activitate de a lucra în echipă, de a căuta singur informațiile și din punctul meu de vedere, de a coordona activitățile, de a căuta activitățile potrivite pentru fiecare membru al echipei, și de asemenea de a-l motiva suficient pentru a realiza eficient sarcina atribuită, mi se pare o activitate care te solicită, dar care oferă multe satisfacții la final. În plus, e distractiv, deși uneori aerul e mai tensionat, ne trece repede; și de asemenea, activitățile de genul acesta ne-a unit.

Scopul acestui gen de activități din punctul meu de vedere este acela de a realiza comunicare, muncă în echipă, și chiar și momente distractive, plus cunoașterea mai eficientă a membrilor.

În ziua finală, cea în care suntem puși față în față cu celelalte grupe, care la rândul lor au muncit la fel de mult, dacă nu mai mult sau mai bine decât noi, este momentul în care îți dai seama dacă ai realizat ceva care să impresioneze, ceva diferit, ceva care să facă auditorul să fie atent, curios și dornic să știe mai multe.

Prima dată în viață când ajungi în față și ești pus să prezinți ceva în fața unui public necunoscut, ai o senzație de panică și stres. Eficient este să-ți privești auditorul în ochi, cu câteva minute înainte de a începe; aceasta este o tehnică învățată la cursurile de pedagogie cu ajutorul căreia reușești să disipezi din stres iar, privind în ochi auditorul, ajungi să-l cunoști, și astfel, nu mai ai emoții.

 

https://i0.wp.com/blog.iqmatrix.com/wp-content/uploads/2012/03/stress-less-mind-map-2000px.jpg

Fig. 2: Cum să te stresezi mai puțin ! [IQMatrix]

În timpul prezentării, n-am avut nici o emoție deoarece, publicul fiind cunoscut, deja știam cu cine stau de vorbă, eram concentrat doar pe expunerea cât mai eficientă a datelor astfel încât să mă fac înțeles, auzit și să nu creez vreo confuzie sau nelămurire.

Pe parcursul prezentării, prezentând diferite subiecte, am observat și reacția unora dintre colegi, ceea ce m-a făcut să fiu mândru de munca depusă de mine și colegii mei de grupă deoarece, reușisem să realizăm ceva care să stârnească interes, curiozitate și într-adevăr o parte din informații era noi pentru mulți din sală.

Partea și mai frumoasă este aceea că am învățat câte ceva și din prezentările colegilor, ceva care să mă ajute pe viitor în a organiza sau prezenta momente asemănătoare cu cel de acum.

Am învățat că e mai bine să ai în față, când prezinți, și lucrul sau obiectul despre care vorbești deoarece oferi o mai mare credibilitate și de asemenea, prezentarea cu toată echipa în față mi se pare și mai interesantă deoarece prezentarea, obiectul prezentat, toate acestea, nu reprezintă doar munca mea, ci și a echipei mele, deoarece fără ei nu ajungeam la rezultatul final, sau poate nu la același rezultat.

Să fugi un km de unul singur este dificil, și iți ocupă mult timp, dar dacă această activitate se realizează în echipă, și fiecare fuge câte 100 m, altfel stau lucrurile; reușești să economisești timp și energie, iar în timpul câștigat poți face altceva.

În concluzie, munca în echipă, are numai de câștigat, dacă este o echipă bine constituită și în care fiecare își știe rolul și toți muncesc pentru un scop comun.

Ceea ce mi-a plăcut și mai mult la final a fost feedback-ul din partea celorlalte echipe care mi-au subliniat unele dintre punctele la care mai am sau avem de lucrat și care, dacă reușesc să le elimin sau să le îmbunătățesc, mă vor ajuta pe viitor în dezbaterea unor teme asemănătoare.

„Ca să câștigi, întâi trebuie să pierzi” – Acestă frază îmi vine în minte de fiecare dată când cineva îmi sublinează ceva ce eu nu am observat, sau am trecut cu vederea și de aceea, de fiecare dată când se întâmplă astfel de momente, mă bucur, deoarece învăț să fiu mai bun. Îmi mai vine în minte o frază memorabilă spusă de un fost profesor – „Omul în fiecare zi învață un lucru nou !” – ceea ce înseamnă că niciodată nu o să ajungi să știi totul sau aproape totul, dacă nu înveți continuu, te perfecționezi continuu.

Acest stil de activitate didactică în care studentul să fie lăsat să-și organizeze echipa, să caute informații, să realizeze singur tot, și la final să vină cu un rezultat, mi se pare a fi cel mai eficient deoarece învață să fie responsabil, autocritic, să își planifice cât mai eficient munca, timpul și să se autocontroleze la finalul orei, zilei sau a muncii, după care să-și extragă singur concluziile sau, cum s-a întâmplat la noi, să obținem un feedback și din părerile și punctele de vedere ale celorlalți.

Spre finalul acestui scurt eseu intitulat – Considerații – aș vrea să menționez că am învățat, ne-am distrat, ne-am stresat, am muncit și spre final am venit cu un rezultat, mai mult sau mai puțin relevant, dar esențialul este în spatele rezultatului final, acela de a contrui o echipă – Echipa UberGrup –

Nu este important ceea ce faci, atâta timp cât nu o faci cu plăcere ! – A.B.

Realizator:

 Masterand Ing. Adrian-Paul BASARMAN

O descoperire recentă a medicilor ar putea reduce necesitatea transplanturilor de inimă. În urma unui studiu care s-a întins pe perioada a patru ani, cercetătorii au observat că celulele inimii se regenerează cu o rată de aproximativ un procent pe an. [Descoperă]

Studiul efectuat pe 50 de voluntari, cu ajutorul unei metode inedite de datare care detectează urmele unui izotop de carbon rezultat în urma testelor nucleare efectuate în perioada Răzoiului Rece,  crește șansele ca simularea artificială a procesului de regenerare să devină realitate și astfel, să se micșoreze numărul transplanturilor de inimă. [Reuters]

Inima umana isi poate regenera celulele

Foto 1: Inima umană [Descoperă]

Spre exemplu, unele animale, cum ar fi tritonii și salamandrele își pot regenera spontan organelor afectate, cum ar fi inima, în orice moment din viața lor. [UPI]

https://i2.wp.com/www.realscience.org.uk/pics/newtST_468x327.jpg

Foto 2: Tritoni [Real Science]

https://i0.wp.com/upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b2/SpottedSalamander.jpg/220px-SpottedSalamander.jpgFoto 3: Salamandră [Wikimedia]

Realizator:

Cristina NAGY

bioprinter

Foto 1: Bio-Imprimanta [BioFab 4500] [explaining the future]

O tehnologie asemănătoare cu cea folosită în cazul imprimantelor se află în atenția cercetătorilor japonezi, cu scopul de a încerca să o adapteze în vederea obținerii organelor umane. Asemănarea care se află la baza acestei idei, incredibilă la prima vedere, este proprietatea unei imprimante de a elibera câteva mii de celule pe secundă și de a le poziționa corect, astfel încât imaginea obținută să corespundă realității.

Tehnologia funcționează în aceleași mod ca un fruct înjumătățit: tăiat pe orizontală, acesta le va permite cercetătorilor să observe aranjarea exactă a celulelor de la suprafață. Dacă o imprimantă varsă celulele una câte una în locurile exacte în care ar trebui să se afle și repetă acest proces pentru mai multe straturi, va crea un organ 3D. În același mod în care imprimantele obișnuite iși aleg culorile, mașina care va crea organe va putea stabili poziția în care diferitele tipuri de celule se vor așeza. Un prim experiment a fost deja efectuat. Cercetătorul japonez a reușit să fabrice un tub din celule vii, având un milimetru diametru și pereți dubli alcătuiți din tipuri diferite de celule, asemănătoare cu vasele de sânge umane. [Descoperă]

Un asemenea proiect, peste vreo 20 de ani, poate asigura fabricarea de organe vii. Ne-am putea fabrica „piese de schimb” pentru corpul uman. Partea bună este acea că, orice organ fabricat din propriile noastre celule, ar elimina riscul de respingere a organului respectiv în cazul unui transplant.

Video 1: Modul de fabricare a unui bio-tub [youtube]

Imprimante 3D au mai fost folosite și pentru alte proiecte. Această metodă a mai fost folosită pentru a face o mandibulă, o vezică funcțională, precum și un model de rinichi, și au existat chiar și experimente reușite în imprimarea de țesut, cum ar fi celulele pielii pentru tratamente arsurilor și chiar partea exterioară a unei urechi.

Now scientists at Princeton University have, for the first time, printed not only the tissue for an ear but also the electronic components that would make an artificial sensory organ work. It’s the first step toward printing organs that behave like the real thing.

Acum, oamenii de știință de la Universitatea Princeton au imprimat, pentru prima dată, nu numai țesutul pentru o ureche,  ci și componentele electronice care ar face un  organ senzorial artificial să funcționeze. Este primul pas înspre printarea de organe  care să se comporte ca și cele reale. [Discovery]

Foto 2: Urechea artificială [Discovery]

Realizatori:

Cristina NAGY

Ing. Adrian-Paul BASARMAN

https://i2.wp.com/images.medicinenet.com/images/illustrations/coronary_artery_bypass.jpg

Foto 1 : Bypass al arterelor coronare [MedicineNet]

Cea mai frecventă intervenţie chirurgicală pe cord din întrega lume, bypassul, durează aproximativ patru ore şi constă în autotransplantarea unui segment de venă safenă de la picior sau a unor artere din torace, de obicei din cele care hrănesc glanda mamară.

Cu ajutorul acestor vene, chirurgii realizează o punte între aorta ascendentă şi arterele coronare care ajută sângele să ajungă la inimă. Intervenţia de bypass este recomandată în cardiopatia ischemică, boală ce îi afectează în special pe cei cu hipertensiune, concentraţie ridicată de grăsimi în sânge, cu diabet, pe fumători sau pe sedentari.

Oprirea inimii, primul pas

„Primul pas al operaţiei constă în anestezierea generală a bolnavului, după care i se opreşte inima. Persoana este menţinută în viaţă cu ajutorul unei maşini de circulaţie extracorporală. Se prelevează artere mamare interne din cavitatea toracică sau venă safenă de la picior şi se montează la inima bolnavului, prin realizarea unei punţi între aorta ascendentă şi arterele coronare, mai jos de leziune”, explică dr. Horaţiu Moldovan, şeful Secţiei de chirurgie cardiovasculară din cadrul Institutului de Boli Cardiovasculare „C.C. Iliescu”, de la Spitalul Fundeni. Conectarea vaselor cu arterele coronare se realizează prin tehnici de microchirurgie vasculară, realizate sub microscop operator.

Recuperarea durează o lună

Operaţia durează patru ore, iar după realizarea bypassului, inima este pusă din nou în funcţiune. Bolnavul stă aproximativ două zile la terapie intensivă, iar recuperarea durează în jur de o lună, timp în care plăgile se cicatrizează.

Dietă pe viaţă

„Bolnavii operaţi pot duce o viaţă normală după o astfel de intervenţie chirurgicală. Totuşi, ei trebuie să urmeze un regim dietetic care să prevină dezvoltarea aterosclerozei, dar şi un tratament medicamentos”, spune dr. Moldovan.

Cardiopatia ischemică, boală cu risc

Cardiopatia ischemică afectează arterele ce hrănesc inima – arterele coronare – prin micşorarea calibrului, având drept consecinţă scăderea cantităţii de sânge ce irigă muşchiul inimii – miocardul, pus astfel în imposibilitatea de a-şi satisface necesarul de oxigen, acizi graşi şi glucoză. Aşa apare durerea în zona pieptului.

„Operaţia de bypass este una foarte complexă, cu risc vital. Aproximativ 2% din cei operaţi îşi pot pierde viaţa, în funcţie de complexitatea bolii şi de starea funcţională a inimii” conf. dr. Horaţiu Moldovan.

În România se fac, anual, peste 1.000 de operaţii de bypass, dintre care aproximativ 400 au loc la Spitalul Fundeni. [Ziarul Ring]

Foto 2. Boli cardiace congenitale la adult [Spitalul Monza]

Realizator:

Alexandra POP

https://i2.wp.com/www.evz.ro/typo3temp/pics/79d134cd1df163387e9e358e5f8daaa7_7b6b0febdc.jpg

Foto 1: Operația pe inimă fără tăieturi [EVZ]

Intervenţiile pe cord se vor putea face, în viitor, fără a se mai folosi bisturiul, ci cu ajutorul unui dispozitiv care se introduce pe o venă de la picior.

Cercetătorii americani sunt pe punctul de a testa o nouă metodă de înlocuire a valvei inimii (care este un fel de „poartă“ care permite trecerea sângelui din inimă în organism), fară a mai fi nevoie de tăieturi sau aparate de susţinere a vieţii, necesare în operaţiile tradiţionale. Beneficiarii unor astfel de intervenţii vor fi în special pacienţii în vârstă sau cu afecţiuni grave, care nu pot suporta o intervenţie chirurgicală obişnuită.

În cadrul studiului, realizat de Şcoala Universitară de Medicină Washington în 15 locuri de pe teritoriul SUA, vor fi monitorizaţi aproximativ 600 de pacienţi. Anual, în România, au loc 4.000 de operaţii pe inimă, dintre care aproximativ 40% sunt înlocuiri de valvă. Medicii apreciază că numărul românilor care au nevoie de astfel de intervenţii ar fi mult mai mare. Costurile însă sunt foarte ridicate, iar sistemul asigurărilor de stat acoperă un număr redus de operaţii.

Valvă pliabilă introdusă prin picior

În noua tehnică se va folosi un dispozitiv sub forma unei valve, creat din ţesut prelevat de la o inimă de viţel, ataşat la un cilindru pliabil de pânză. Dispozitivul se montează pe un cateter şi este introdus printr-o arteră de la picior şi ghidat prin sistemul circulator al pacientului. O a doua metodă este introducerea acestuia printre coaste direct în inimă şi „desfacerea“ lui în valva bolnavă.

„Nu este o tehnică din punct de vedere al rezultatelor foarte eficientă, iar valva folosită nu este cea mai bună, dar este utilă pentru oamenii cu speranţă de viaţă mică“, este de părere conferenţiar doctor Horaţiu Moldovan, şef de clinică Chirurgie Cardiacă la Institutul „C.C. Iliescu“. Operaţiile de înlocuire a valvei inimii sunt necesare în afecţiunile manifestate prin îngroşarea valvei aortice, care în mod normal ar trebui să asigure trecerea sângelui din inimă în organism.

Beneficiarii: vârstnicii şi diabeticii

Operaţia tradiţională de înlocuire a valvei aortice este complicată şi necesită oprirea activităţii inimii, explică medicii chirurgi. „Presupune deschiderea cavităţii toracice, oprirea inimii, folosirea unei pompe de circulaţie extracorporală care să menţină funcţiile vitale“, adaugă chirurgul Horaţiu Moldovan.

Deşi are o rată de reuşită foarte mare (peste 95%), intervenţia este greu de realizat pe pacienţii în vârstă, cu numeroase alte afecţiuni (diabet, cancer, boli pulmonare etc.). Noua tehnică de înlocuire a valvei inimii dezvoltată de cercetătorii americani se adresează acestei categorii de pacienţi şi va fi introdusă în spitale dacă, în urma testelor clinice, se vor obţine, pe deoparte, aceleaşi rezultate ca la intervenţiile efectuate tradiţional, iar pe de altă parte, rezultate mai bune decât tratamentele medicamentoase.  [EVZ]

Realizator:

Alexandra POP

https://i1.wp.com/storage0.dms.mpinteractiv.ro/media/401/321/5109/9681126/1/robot-sarpe.jpg

Foto 1: Robotul Șarpe [storage0]

Robotul-şarpe transportă cu el mici camere de luat vederi, foarfece şi forcepsuri, iar oamenii de ştiinţă continuă să lucreze la crearea unor senzori avansaţi. Pentru moment, mecanismul este alimentat de cabluri controlate de specialişti, dar oamenii de ştiinţă spun că, în viitor, roboţii vor avea capacitatea de a ajunge la ţintă fără ajutor uman.

Deşi doctorii susţin că robotul-şarpe este un instrument des folosit în operaţii chirurgicale şi că acesta le oferă o nouă perspectivă asupra problemei, oamenii de ştiinţă recunosc că roboţii de acest tip nu vor deveni autonomi prea curând.

Acum, Howie Choset de la Universitatea Carnegie Mellon din Pittsburgh a creat un robot-şarpe mai flexibil şi mai mic decât modelele anterioare. Mărimea roboţilor chirurgicali le permite chirurgilor să opereze fără a produce leziuni majore în corp, ajutând pacienţii să se vindece rapid. În loc de a deschide întreg pieptul pacientului pentru a opera pe cord, este de ajuns o mică incizie prin care robotul să ajungă la inimă. [Descoperă]

Realizator:

Alexandra POP

INTRODUCERE – Chirurgia robotică [Ziarul Evenimentul]

 

Cum funcţionează?

Robotul chirurgical este un aparat ce are ataşate mai multe braţe la care se pot fixa diverse instrumente. Robotul este conectat la un computer – consolă centrală. La această consolă, chirurgul operează  bolnavul aflat pe masa de operaţii, prin intermediul instrumentelor ataşate la robot. Deci lipseşte contactul fizic dintre bolnav şi chirurg.

Intervenţii remarcabile

În 1998, a fost realizată prima intervenţie de bypass cardiac, cu ajutorul unui robot, în Germania. Un an mai târziu a fost efectuată tot o intervenţie de bypass cardiac, dar aceasta a fost realizată pe inima care încă bătea; operaţia a avut loc în Canada.

În 2001 un chirurg din New York a efectuat prima intervenţie pe căi biliare. A fost prima deoarece pacientul era în Franţa. Operaţia a fost efectuată tot prin intermediul unui robot.

În 2006 a fost efectuată prima intervenţie complet autonomă. Robotul avea în baza de date peste 10.000 de intervenţii similare.

Cei mai performanţi roboţi chirurgi

Printre cele mai performante sisteme chirurgicale se numără daVinci, Aesop sau Zeus. Denumirile sunt mai multe comerciale, importanţa reiese din sistemul de operare.

daVinci – chirurgul (omul) priveşte printr-un ecran 3D, (la ridicarea capului de pe marginile ecranului, robotul se opreşte automat). Este dotat cu un sistem video de rezoluţie mare, iar braţele robotului sunt manevrate prin joystickuri sau pedale. Aparatele cu care operează au sisteme de prindere performante, astfel ele aplică pe organ exact aceeași presiune pe care o aplică şi chirurgul pe manetele de control.

Avantajele roboţilor

Pentru chirurg – acesta operează aşezat. Vederea este 3D, iar tipul de mişcări ce le poate efectua braţul robotic este superior mişcărilor chirurgului (învârtire la 360 de grade printr-un orificiu de câțiva centimetri). La acestea se adaugă siguranţa, precizia şi posibilitatea măriri unor imagini atunci când este necesar.

Pentru pacient – cel mai important: se reduce dimensiunea inciziilor. Acest lucru atrage după sine alte avantaje: scade riscul de complicaţii, infecţii, se reduce durata de spitalizare – deci pacientul poate fi reintegrat mult mai uşor în societate (se poate întoarce la servici şi după 3 zile).

Dezavantaje

Cel mai mare dezavantaj ar fi preţul, care depăşeşte câteva milioane de dolari. La acesta se mai adaugă pregătirea şi instrumentele, care sunt de unică folosinţă şi au un preţ ridicat (câteva mii de dolari).

Viitorul

Aflată deocamdată în faza de cercetare, tehnologia ce foloseşte nanoroboţi va elimina, probabil, chirurgia clasică, care foloseşte incizii. Nanoroboţii vor pătrunde prin orificii naturale (gură, anus) şi vor fi programaţi să ajungă în diferite regiuni ale corpului, tratând din interior (tumori).

  • Robotul chirurg ce operează direct pe inimă

O echipă de cercetători francezi a inventat un chirurg-robot care are capacitatea de a opera pe inimă, când aceasta încă bate. În mod obişnuit, operaţiile pe inimă se efectuează după ce inima este oprită în mod intenţionat de catre doctori.

Echipa de ciberneticieni si medici de la Laboratorul de Informatică, Robotică şi Microelectronice de la Universitatea Montpellier promit să schimbe radical modul în care se vor efectua operaţiile pe cord de acum incolo. Cercetatorii au creat un model 3D, pe computer, care prezice cu mare acurateţe mişcările inimii, în timp ce aceasta bate. Graţie acestui program, medicii chirurgi pot opera cu ajutorul unui braţ robotic în aşa fel încât fiecare mişcare a robotului să fie perfect sincronizată cu bătăile inimii.

Folosindu-se de modelul 3D şi de stimulii plantaţi pe corpul pacientului, care oferă informaţii despre activitatea cardiacă şi mişcările imperceptibile pentru ochiul uman ale pieptului, robotul poate opera cu mare precizie pe o inimă funcţională. Cercetatorii estimează că, prin acest procedeu, anual se vor salva sute de mii de vieţi umane – riscurile pe care le implică o operaţie pe cord deschis fiind considerabile, mai ales datorită tehnicilor intruzive folosite până acum. [Descoperă]

Robotul-chirurg opereaza direct pe inima

Foto 1: Modul de operare a robotului chirurg [Descoperă]

  • Roboții Da Vinci

Patru roboţi Da Vinci şi un aparat inteligent care iradiază cancerul sunt cele mai avansate tehnologii din spitalele publice.

Medicii din câteva spitale de la noi au norocul să lucreze cu aparatură precum cea din marile centre occidentale. În trei spitale din Bucureşti (Institutul Fundeni, Floreasca şi Panduri) şi în Spitalul Judeţean din Cluj-Napoca, chirurgii operează cu roboţi, aşa cum numai în filme puteam vedea până acum câţiva ani. La Spitalul Bagdasar-Arseni, la Centrul de Excelenţă în Neurochirurgie, medicii pot face tumorile să dispară  în câteva minute, fără să deschidă cutia craniana. „Bagheta magică” este un aparat de câteva milioane de euro, ce se gaseşte în puţine spitale din lume.

Iniţial, chirurgia robotică a fost inventată pentru militari, pentru ca medicii să îi poată opera pe front, de la mii de kilometri distanţă. Şi acum se fac operaţii transatlantice, dar lista avantajelor este mult mai mare.

Brațele robotului Da Vinci taie, suturează şi închid operaţiile, pătrunzând acolo unde nici cel mai iscusit chirurg nu ajunge.

Acestea sunt dirijate de la un pupitru cu ajutorul unor joystickuri (pedale), asemănătoare celor de la consolele de jocuri. În tot acest timp, medicul urmăreşte tot ce face la un microscop care redă imaginea tridimensională a spaţiului pe care operează, mai clar chiar decat atunci cand face o operaţie clasică sau laparoscopică. Chirurgia robotică se pretează cel mai bine în cancerele de prostată, ginecologice sau cele abdominale, întrucat poate curaţa perfect ganglionii ce hrănesc tumorile. [Doctorul Zilei]

Foto 2: Robotul chirurg Da Vinci în timpul intervenției [Doctorul Zilei]

Bolnavii se recuperează vazând cu ochii

Deşi costurile unei operaţii robotice sunt mai mari decat cele ale  unei operaţii normale, în fapt, se economiseşte mai mult la numărul zilelor de spitalizare. O operaţie modernă este visul oricărui pacient, pentru că se recuperează în una-două zile şi nu are durerile care apar, de regulă, după o operaţie clasică în care muşchiul este secţionat. Şi pierderea de sange este mult mai mică decât în cazul unei operaţii normale, ceea ce contează enorm având în vedere lipsa acestuia din spitale. Medicii spun că trecerea de la bisturiu la robotul Da Vinci este ca cea de la telefonul cu clapă la smartphone. Singurul dezavantaj este lipsa senzaţiei tactile, care se poate însă corecta cu mult antrenament.

O astfel de operaţie este destul de costisitoare (in jur de 2.000 de euro). Numai braţele robotului trebuie schimbate după zece operatii. Tocmai din motive financiare, Casa Natională de Asigurări de Sănătate decontează un număr  limitat de intervenţii. La Floreasca, de exemplu, se fac circa 75 de operaţii robotice pe an, iar ca să se califice, pacienţii trebuie să îndeplinească criterii stricte. „Să aibă funcţii vitale foarte bune, să suporte o anestezie mai lungă decât la operaţia clasică, plus alte condiţii ce ţin de anatomia zonei. Noi am facut în total cam 200 de astfel de operaţii,  mai ales pe chirurgie generală-colon, rect, splină, hernii, dar şi pe chirurgie urologică”, spune dr.  Mircea Beuran, şeful Clinicii de Chirurgie II. Operaţii robotice s-au facut chiar şi pe cord, atunci când abordul se facea prin plămâni sau prin zone ce necesitau incizii foarte mari. [Sănătate]

Foto 3: Sala de operație [Sănătate]

Realizator:

Alexandra POP