Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đo đạc gián tiếp lực kẹp và lực kéo tại trục của thiết bị kẹp nội soi
Tóm tắt
Các dụng cụ kẹp được sử dụng trong phẫu thuật xâm lấn tối thiểu làm giảm khả năng của bác sĩ phẫu thuật trong việc cảm nhận các lực tác động lên mô, do đó làm phức tạp việc xử lý mô và tăng nguy cơ tổn thương mô. Cảm biến lực được lắp đặt trong các chiếc kẹp cho phép đo lường chính xác các lực tác động, nhưng cũng làm phức tạp thiết kế của dụng cụ. Ngoài ra, các ước lượng gián tiếp về lực tương tác của mô từ các phép đo lực tác động lên tay cầm dễ mắc sai sót do ma sát trong các khớp nối. Hơn nữa, sự truyền lực từ tay cầm tới thiết bị kẹp thể hiện nhiều phi tuyến lớn, do đó cần có quy trình hiệu chuẩn rộng rãi. Phân tích động học của cơ chế kẹp và các kết quả thực nghiệm trong bài báo này cho thấy một giải pháp trung gian, đo lực tại trục và thanh của thiết bị kẹp, cho phép đo lường chính xác lực kẹp và lực kéo lên mô với chỉ một số lượng giới hạn các phép đo hiệu chuẩn. Chúng tôi cũng chỉ ra rằng sự lan truyền lực từ trục và thanh tới thiết bị kẹp có thể được xấp xỉ bởi một hàm tuyến tính hai chiều của góc mở của thiết bị kẹp và lực tác động lên thanh.
Từ khóa
#phẫu thuật xâm lấn tối thiểu #cảm biến lực #lực tương tác mô #hiệu chuẩn #cơ chế kẹpTài liệu tham khảo
Berkelman PJ, Whitcomb LL, Taylor RH, Jensen P (2003) A miniature microsurgical instrument tip force sensor for enhanced feedback during robot-assisted manipulation. IEEE Trans Rob Autom 19:917–922
De Visser H, Heijnsdijk EA, Herder JL, Pistecky PV (2002) Forces and displacements in colon surgery. Surg Endosc 16:1426–1430
Den Boer KT, Herder JL, Sjoerdsma W, Meijer DW, Gouma DJ, Stassen HG (1999) Sensitivity of laparoscopic dissectors. What can you feel? Surg Endosc 13:869–873
Hager-Ross C, Johansson RS (1996) Nondigital afferent input in reactive control of fingertip forces during precision grip. Exp Brain Res 110:131–141
Hanna GB, Drew T, Arnold A, Fakhry M, Cuschieri A (2008) Development of force measurement system for clinical use in minimal access surgery. Surg Endosc 22:467–471
Heijnsdijk EA, Pasdeloup A, van der Pijl AJ, Dankelman J, Gouma DJ (2004) The influence of force feedback and visual feedback in grasping tissue laparoscopically. Surg Endosc 18:980–985
Heijnsdijk EA, van der Voort M, de Visser H, Dankelman J, Gouma DJ (2003) Inter- and intraindividual variabilities of perforation forces of human and pig bowel tissue. Surg Endosc 17:1923–1926
Howe RD, Peine WJ, Kontarinis DA, Son JS (1995) Remote palpation technology. IEEE Eng Med Biol 14:318–323
Johansson RS, Westling G (1987) Signals in tactile afferents from the fingers eliciting adaptive motor responses during precision grip. Exp Brain Res 66:141–154
Kattavenos N, Lawrenson B, Frank TG, Pridham MS, Keatch RP, Cuschieri A (2004) Force-sensitive tactile sensor for minimal access surgery. Minim Invasive Ther Allied Technol 13:42–46
Payandeh S, Fraser S (1997) Force propagation models in laparoscopic tools and trainers. Proc IEEE Eng Med Biol Soc Int Conf 3:957–960
Peirs J, Clijnen J, Reynaerts D, van Brussel H, Herijgers P, Corteville B, Boone S (2004) A micro optical force sensor for force feedback during minimally invasive robotic surgery. Sens Actuators A 115:447–455
Sjoerdsma W, Herder JL, Horward MJ, Jansen A, Bannenberg JJG, Grimbergen CA (1997) Force transmission of laparoscopic grasping instruments. Minim Inv Ther Allied Technol 6:274–278
Tholey G, Desai JP (2008) A compact and modular laparoscopic grasper with tridirectional force measurement capability. J Med Devices 2:031001.1-0310010.8
Trejos AL, Patel1 RV, Naish MD (2010) Force sensing and its application in minimally invasive surgery and therapy: a survey. Proc Inst Mech Eng, J Mech Eng Sci 224:1435–1454