Three-Dimensional Force Perception of Robotic Bipolar Forceps for Brain Tumor Resection

手术器械 医学 接触力 感知 模拟 镊子 人工智能 机器人 计算机科学 计算机视觉 生物医学工程 物理 心理学 外科 工程类 机械工程 神经科学 量子力学
作者
Xiuheng Zhang,Heng Zhang,Zhen Li,Gui‐Bin Bian
出处
期刊:Journal of Medical Devices-transactions of The Asme [ASM International]
卷期号:15 (3) 被引量:3
标识
DOI:10.1115/1.4051361
摘要

Abstract Three-dimensional force perception is critically important in the enhancement of human force perception to minimize brain injuries resulting from excessive forces applied by surgical instruments in robot-assisted brain tumor resection. And surgeons are not responsive enough to interpret tool-tissue interaction forces. In previous studies, various force measurement techniques have been published. In neurosurgical scenarios, there are still some drawbacks to these presented approaches to forces perception. Because of the narrow, and slim configuration of bipolar forceps, three-dimensional contact forces on forceps tips are not easy to be traced in real-time. Five fundamental acts of handling bipolar forceps are poking, opposing, pressing, opening, and closing. The first three acts independently correspond to the axial force of z, x, y. So, in this paper, typical interactions between bipolar forceps and brain tissues have been analyzed. A three-dimensional force perception technique to collect force data on bipolar forceps tips by installing three fiber Bragg grating sensors (FBGs) on each prong of bipolar forceps in real-time is proposed. Experiments using a tele-neurosurgical robot were performed on an in vitro pig brain. In the experiments, three-dimensional forces were tracked in real-time. It is possible to experience forces at a minimum of 0.01 N. The three-dimensional force perception range is 0–4 N. The calibrating resolution on x, y, and z, is 0.01, 0.03, 0.1 N, separately. According to our observation, the measurement accuracy precision is over 95%.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
杨静完成签到,获得积分10
1秒前
FashionBoy应助asder采纳,获得200
1秒前
lydia发布了新的文献求助10
1秒前
诉酒完成签到,获得积分10
1秒前
潇洒的早晨完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
3秒前
布莱橙完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
在水一方应助kai采纳,获得10
5秒前
5秒前
科研通AI5应助pfshan采纳,获得10
6秒前
多多完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
薯条完成签到,获得积分10
6秒前
acetdw发布了新的文献求助10
7秒前
参也完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
JamesPei应助2641490618采纳,获得10
9秒前
流子完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
11秒前
韩明姝发布了新的文献求助10
12秒前
Shirley发布了新的文献求助20
12秒前
舒服的井发布了新的文献求助200
13秒前
orixero应助lanchong采纳,获得10
14秒前
荼蘼如雪发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
曹先生完成签到,获得积分10
15秒前
Felix0917发布了新的文献求助10
15秒前
王乐安完成签到,获得积分10
15秒前
15秒前
asder发布了新的文献求助200
18秒前
yees完成签到,获得积分20
19秒前
太Crazy辣给太Crazy辣的求助进行了留言
19秒前
manto发布了新的文献求助10
19秒前
木子完成签到,获得积分10
19秒前
19秒前
荼蘼如雪完成签到,获得积分10
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
Target genes for RNAi in pest control: A comprehensive overview 600
The Social Work Ethics Casebook(2nd,Frederic G. R) 600
HEAT TRANSFER EQUIPMENT DESIGN Advanced Study Institute Book 500
Pipeline and riser loss of containment 2001 - 2020 (PARLOC 2020) 500
Master Curve-Auswertungen und Untersuchung des Größeneffekts für C(T)-Proben - aktuelle Erkenntnisse zur Untersuchung des Master Curve Konzepts für ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit bei dynamischer Beanspruchung (Projekt MCGUSS) 500
Design and Development of A CMOS Integrated Multimodal Sensor System with Carbon Nano-electrodes for Biosensor Applications 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 内科学 生物化学 物理 计算机科学 纳米技术 遗传学 基因 复合材料 化学工程 物理化学 病理 催化作用 免疫学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5109426
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4318139
关于积分的说明 13453709
捐赠科研通 4148066
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2273021
邀请新用户注册赠送积分活动 1275171
关于科研通互助平台的介绍 1213331