面向机器人激光手术的物理引擎：基于有限元方法的热力学激光-组织相互作用建模
机器人学
2024-11-22 v1
摘要
本文提出了一种基于有限元法（FEM）的计算模型，用于模拟激光照射组织的热力学响应。该模型填补了当前外科机器人模拟器生态系统中缺失的激光及其他能源型执行器支持的问题。在所提模型中，组织的热力学动力学被视为具有适当边界条件的热传导问题的解。有限元法的表述使模型能够捕捉复杂现象，例如对流，这对于创建逼真的模拟至关重要。通过使用琥珀组织模拟器和外源性鸡肉肌肉进行台架激光-组织相互作用实验验证了模型的准确性。结果显示，在大多数实验条件下，平均根均方误差（RMSE）小于2摄氏度。
引用
@article{arxiv.2411.14249,
title = {Towards a Physics Engine to Simulate Robotic Laser Surgery: Finite Element Modeling of Thermal Laser-Tissue Interactions},
author = {Nicholas E. Pacheco and Kang Zhang and Ashley S. Reyes and Christopher J. Pacheco and Lucas Burstein and Loris Fichera},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.14249},
year = {2024}
}
备注
Submitted to the International Symposium on Medical Robotics 2025