顺应性针转向致动器

组织内针头精准转向

一种直径仅1.4毫米的针转向机器人,通过三层套管结构实现独立驱动与形状感知,可在软组织内进行准确轨迹跟踪。

李长乐 · Zhang, Leifeng · 张学贺 · 刘刚峰 · 赵杰

Sensors and Actuators, A: Physical 2023

参数信息

尖端位置估计误差(轴向)
0.67 mm
尖端位置估计误差(侧向)
1.72 mm
组织内轨迹跟踪误差范围
±1 mm

技术优势

直径只有1.4 mm

如此细的直径使其能够进入更狭窄的解剖结构,减少穿刺创伤,同时不牺牲转向能力。

驱动和传感互不干扰

三层套管结构让驱动和形状感知同时进行,形状畸变不会影响驱动性能,反之亦然。

模型预测尖端位置很准

基于双阶段常曲率运动学模型,自由空间中尖端位置估计平均误差轴向仅0.67 mm、侧向1.72 mm,为闭环控制提供可靠反馈。

不依赖组织参数

增量式控制器无需预先知道组织力学特性,就能在组织内实现±1 mm误差范围的轨迹跟踪。

应用场景