无传感器接触力估计器

估测精度逾九成

基于导丝形状预测的非侵入式力估计方法，无需在细长导丝上加装传感器，即可实时推算血管介入机器人的接触力，适合集成到现有导航系统。

Zhang, Renfei · Dong, Linjie · 王兴松 · 田梦倩 · Haobo, Su

IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 2025

参数信息

接触力估计准确率

91.17 %

导丝形状相对误差

2.5 %

导丝形状最大偏移误差

4.6 mm

接触力最大相对误差

19.83 %

接触力最大力偏差

1.6e-2 N

特定工况相对误差

11.58 %

特定工况力偏差

3.0e-3 N

技术优势

无需传感器

通过导丝形状预测间接估算接触力，避免了在细长导丝上集成传感器的困难和对血管的潜在损伤。

精度高

平均估计精度达91.17%，最大相对误差19.83%，力偏差低至1.6×10⁻² N，满足临床应用需求。

形状预测准

导丝形状平均相对误差仅2.5%，最大偏移4.6 mm，为可靠的力估计奠定基础。

应用场景

• 血管介入机器人：为机器人提供实时接触力信息，提升在狭小血管中的导航能力。
• 细长器械操控：利用形状预测实现细长导丝的无力传感器操控，简化器械设计。
• 手术力反馈：弥补血管介入中力觉缺失，为医生提供量化接触力反馈。