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
蔡一完成签到,获得积分10
刚刚
yyy完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
懒得理完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
HJX完成签到,获得积分10
1秒前
LY发布了新的文献求助10
1秒前
自律完成签到,获得积分10
1秒前
JuPP完成签到,获得积分10
2秒前
笨笨烨华完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
逐风完成签到,获得积分10
3秒前
清辉夜凝关注了科研通微信公众号
3秒前
眼睛大花生完成签到,获得积分20
3秒前
QQ完成签到,获得积分10
4秒前
小王完成签到,获得积分10
4秒前
耍酷的书本完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
wise111发布了新的文献求助10
5秒前
KK完成签到 ,获得积分10
5秒前
cxr上劲了发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
童宝完成签到,获得积分10
6秒前
sdafasf完成签到,获得积分10
6秒前
ganozz发布了新的文献求助10
6秒前
星河完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
土豪的澜发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
chendahuanhuan完成签到,获得积分10
8秒前
MIE完成签到,获得积分10
8秒前
哈哈哈完成签到,获得积分10
8秒前
RRRer完成签到,获得积分10
9秒前
natuki完成签到,获得积分10
9秒前
Ziezer完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
LY完成签到,获得积分10
10秒前
高贵的盼雁完成签到,获得积分20
10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
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2500
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Software that combines deep learning,3D reconstruction and CFD to analyze the state of carotid arteries from ultrasound imaging 600
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
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 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6498758
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8294613
关于积分的说明 17699397
捐赠科研通 5595018
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2917731
邀请新用户注册赠送积分活动 1894769
关于科研通互助平台的介绍 1755456