Teleoperation system with hybrid pneumatic-piezoelectric actuation for MRI-guided needle insertion with haptic feedback

遥操作 触觉技术 机器人 主/从 跟踪(教育) 位置传感器 扫描仪 计算机科学 工程类 机械臂 模拟 人工智能 电气工程 操作系统 心理学 教育学 转子(电动)
作者
Weijian Shang,Hao Su,Gang Li,Gregory S. Fischer
标识
DOI:10.1109/iros.2013.6696942
摘要

This paper presents a surgical master-slave tele-operation system for percutaneous interventional procedures under continuous magnetic resonance imaging (MRI) guidance. This system consists of a piezoelectrically actuated slave robot for needle placement with integrated fiber optic force sensor utilizing Fabry-Perot interferometry (FPI) sensing principle. The sensor flexure is optimized and embedded to the slave robot for measuring needle insertion force. A novel, compact opto-mechanical FPI sensor interface is integrated into an MRI robot control system. By leveraging the complementary features of pneumatic and piezoelectric actuation, a pneumatically actuated haptic master robot is also developed to render force associated with needle placement interventions to the clinician. An aluminum load cell is implemented and calibrated to close the impedance control loop of the master robot. A force-position control algorithm is developed to control the hybrid actuated system. Teleoperated needle insertion is demonstrated under live MR imaging, where the slave robot resides in the scanner bore and the user manipulates the master beside the patient outside the bore. Force and position tracking results of the master-slave robot are demonstrated to validate the tracking performance of the integrated system. It has a position tracking error of 0.318mm and sine wave force tracking error of 2.227N.
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
占一手完成签到 ,获得积分10
刚刚
Ava应助悲哀藏在现实中采纳,获得10
1秒前
1秒前
xiaoliu发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
呜呜发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
hu111应助nimobnaz采纳,获得10
3秒前
刘庚灵完成签到,获得积分20
3秒前
xny发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
3秒前
QAQSS发布了新的文献求助10
4秒前
优美靖柏完成签到,获得积分10
4秒前
英姑应助高贵振家采纳,获得10
4秒前
小橘子完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
大个应助olimy采纳,获得10
5秒前
jiejin完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
ZhaoQingnai完成签到,获得积分10
6秒前
深情安青应助ZRR采纳,获得10
7秒前
英俊的铭应助gyq采纳,获得10
7秒前
堇言发布了新的文献求助50
7秒前
7秒前
所所应助taishen采纳,获得10
7秒前
斯文败类应助gyq采纳,获得10
7秒前
wanci应助gyq采纳,获得10
7秒前
在11路旁的蓝莓完成签到 ,获得积分20
7秒前
阳阳完成签到,获得积分10
8秒前
香蕉觅云应助ycx采纳,获得10
8秒前
Parsee发布了新的文献求助20
8秒前
9秒前
维维完成签到,获得积分20
9秒前
cdercder应助布布攒采纳,获得10
9秒前
9秒前
yfy发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
Joleneli100发布了新的文献求助10
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
The anomeric effect 1314
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7734772
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9285049
关于积分的说明 20168819
捐赠科研通 7312726
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3304770
关于科研通互助平台的介绍 2457353
邀请新用户注册赠送积分活动 2314119