用于机器人乳突切除术中实时力反馈的力传感手术钻
机器人学
2023-04-06 v1 机器学习
信号处理
摘要
目的：耳科手术中的机器人辅助可减轻手术医生在侧颅底关键结构周围去除骨组织时的任务负荷。然而，安全部署于解剖通道中需要发展先进的传感能力，以主动限制手术工具与关键解剖结构之间的相互作用力。方法：我们介绍了一种配备力传感器的手术钻，能够测量精确的工具-组织相互作用力，从而实现力控制并向医生反馈。本文描述了安装在协同控制手术机器人上的力传感手术钻的设计、标定与验证。结果：手术钻尖端的力测量通过生鸡蛋钻孔实验验证，其中鸡蛋下方安装的力传感器作为真值。点钻与路径钻孔实验的平均均方根误差（RMSE）分别为 41.7 (± 12.2) mN 与 48.3 (± 13.7) mN。结论：该力传感原型以亚毫牛顿分辨率测量力，结果表明标定后的力传感钻相比实测钻削力产生误差极小的精确力测量。此类传感能力的发展对于机器人系统在临床环境中的安全使用至关重要。
引用
@article{arxiv.2304.02583,
title = {A force-sensing surgical drill for real-time force feedback in robotic mastoidectomy},
author = {Yuxin Chen and Anna Goodridge and Manish Sahu and Aditi Kishore and Seena Vafaee and Harsha Mohan and Katherina Sapozhnikov and Francis Creighton and Russell Taylor and Deepa Galaiya},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02583},
year = {2023}
}
备注
Accepted at IPCAI2023