Semi-Automated Needle Steering in Biological Tissue Using an Ultrasound-Based Deflection Predictor

偏转(物理) 斜面 计算机科学 超声波 偏角 模拟 生物医学工程 声学 计算机视觉 人工智能 工程类 物理 机械工程 光学
作者
Mohsen Khadem,Carlos Rossa,Nawaid Usmani,Ron S. Sloboda,Mahdi Tavakoli
出处
期刊:Annals of Biomedical Engineering [Springer Nature]
卷期号:45 (4): 924-938 被引量:8
标识
DOI:10.1007/s10439-016-1736-x
摘要

The performance of needle-based interventions depends on the accuracy of needle tip positioning. Here, a novel needle steering strategy is proposed that enhances accuracy of needle steering. In our approach the surgeon is in charge of needle insertion to ensure the safety of operation, while the needle tip bevel location is robotically controlled to minimize the targeting error. The system has two main components: (1) a real-time predictor for estimating future needle deflection as it is steered inside soft tissue, and (2) an online motion planner that calculates control decisions and steers the needle toward the target by iterative optimization of the needle deflection predictions. The predictor uses the ultrasound-based curvature information to estimate the needle deflection. Given the specification of anatomical obstacles and a target from preoperative images, the motion planner uses the deflection predictions to estimate control actions, i.e., the depth(s) at which the needle should be rotated to reach the target. Ex-vivo needle insertions are performed with and without obstacle to validate our approach. The results demonstrate the needle steering strategy guides the needle to the targets with a maximum error of 1.22 mm.
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
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

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
2秒前
锦瑟发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
4秒前
莫寻雪发布了新的文献求助10
4秒前
爱鱼人士应助调皮千兰采纳,获得10
4秒前
shiyu Fang发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
尹文发布了新的文献求助10
7秒前
任然发布了新的文献求助10
11秒前
毛豆zz发布了新的文献求助10
12秒前
shiyu Fang完成签到,获得积分10
12秒前
情怀应助江小姜采纳,获得10
13秒前
可爱的函函应助虎虎虎采纳,获得10
15秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
cctv18应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
上官若男应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
Singularity应助科研通管家采纳,获得10
17秒前
17秒前
17秒前
18秒前
21秒前
1111发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
LX发布了新的文献求助10
25秒前
Owen应助白菜也挺贵采纳,获得10
26秒前
屁颠屁颠_狼完成签到 ,获得积分0
27秒前
A1234567完成签到,获得积分10
32秒前
34秒前
鸭鸭完成签到,获得积分10
35秒前
37秒前
38秒前
38秒前
CipherSage应助Harevin采纳,获得10
39秒前
niki发布了新的文献求助30
40秒前
LX完成签到,获得积分20
41秒前
西红柿炒番茄应助LHL采纳,获得10
42秒前
西红柿炒番茄应助LHL采纳,获得10
42秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2482554
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2144906
关于积分的说明 5471723
捐赠科研通 1867316
什么是DOI,文献DOI怎么找? 928172
版权声明 563073
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496557