A Highly Integrated 3D MEMS Force Sensing Module With Variable Sensitivity for Robotic‐Assisted Minimally Invasive Surgery

压阻效应 微电子机械系统 材料科学 灵敏度(控制系统) 生物医学工程 手术机器人 触诊 机械人手术 侵入性外科 3d打印 3D打印 纳米技术 计算机科学 机器人 光电子学 外科 电子工程 人工智能 复合材料 医学 工程类
作者
Cheng Hou,Kai‐Yao Wang,Fengxia Wang,Hanyang Li,Liang Lou,Songsong Zhang,Yuandong Gu,Huicong Liu,Tao Chen,Lining Sun
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:33 (43) 被引量:34
标识
DOI:10.1002/adfm.202302812
摘要

Abstract In robotic‐assisted minimally invasive surgery (RMIS), non‐sentient surgical instruments make it impossible for surgeons to perceive operational force during the procedure. To facilitate surgeons with force telepresence during surgery, a highly integrated MEMS‐based piezoresistive 3D force sensing module, which is composed of a MEMS‐based piezoresistive sensor chip, an encapsulation cap with miniature pyramids, and a top elastic layer, is demonstrated. This innovative combined construction allows for rapid replacement of elastic layers with different thicknesses and different Young's modulus, so as to realize an adjustable sensitivity and measurement range for different surgeries. By replacing the elastic layer, the same amount of change in resistance can be achieved for external force of 3 and 10 N in the Z‐ axis; the sensitivity in X ‐ and Y ‐axes can be increased by a maximum of eight and seven times, respectively. Meanwhile, miniature size enables it to be integrated into various surgical instruments’ tip. Experimental demonstrations involving palpation simulated nodule detection of kidney, ex vivo puncture, and threading forces estimation of tissue‐mimicking are conducted to validate the effectiveness of adjusting sensitivity and range. This sensing module is potentially a promising solution for low‐cost and versatility to surgical instruments, which can facilitate unification of force‐sensing/intelligent surgical instruments.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科研通AI6.2应助ZKJ采纳,获得10
刚刚
1秒前
xc发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
小张吃不胖完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
犹豫的碧灵完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
molihuakai应助沛宝无敌采纳,获得10
6秒前
7秒前
执着大象发布了新的文献求助10
7秒前
Hello应助wang采纳,获得10
8秒前
科研通AI6.3应助郑白枫采纳,获得10
8秒前
YaiWn发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
Bonfire发布了新的文献求助10
10秒前
意大利面完成签到 ,获得积分10
11秒前
11秒前
蒋若风发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
wyatt完成签到 ,获得积分10
15秒前
慕青应助廖其琪采纳,获得10
15秒前
15秒前
雪糕发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
Jellykeke完成签到,获得积分10
17秒前
欧阳甫函发布了新的文献求助10
17秒前
脑洞疼应助18183389686采纳,获得10
17秒前
勤奋一一应助寒冷的天亦采纳,获得10
17秒前
17秒前
18秒前
18秒前
xiao完成签到 ,获得积分10
18秒前
魏伯安发布了新的文献求助10
18秒前
19秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
19秒前
小潘同学发布了新的文献求助10
19秒前
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 2500
Atlas of Aligner Treatment and Planning A Case-Based Approach 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Concise Introduction to Social Psychology 600
Soil mites of the family Rhagidiidae (Actinedida: Eupodoidea). Morphology, Systematics, Ecology 520
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7438055
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9039533
关于积分的说明 19264050
捐赠科研通 7064007
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3237797
关于科研通互助平台的介绍 2401165
邀请新用户注册赠送积分活动 2221640