基于聚合物光学波导的灵活传感器片用于触觉评估
Zhenyu Zhang1,2, Abu Bakar Dawood3, Georgios Violakis4
1Department of Fiber Optical Sensor Systems, Fraunhofer Heinrich Hertz Institute, Am Stollen 19H, 38640 Goslar, Germany.
Sensors (Basel, Switzerland)
|November 27, 2025
概括
这项研究引入了一种新的灵活传感器薄膜,使用聚合物光学波导来恢复微创手术中的触觉反. 传感器准确地测量力量,并重建组织刚性和质地,提高手术精度.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 手术技术 手术技术
- 传感器开发 传感器开发
背景情况:
- 最少侵入性手术 (MIS) 缺乏关键的触觉反,阻碍了外科医生评估组织特性的能力.
- 组织硬度和质地是外科手术中的重要诊断和治疗指标.
- 当前的MIS技术往往无法提供客观的触觉信息.
研究的目的:
- 开发和评估一种灵活的传感器薄膜,用于MIS中的实时触觉反.
- 为了能够准确地测量接触力和区分组织硬度.
- 为增强外科导航重建表面纹理.
主要方法:
- 基于聚合物光学波导的灵活传感器薄膜被制造出来.
- 传感器使用商业光电子设备进行了数据采集的审讯.
- 传感器与3D打印模块和机器人臂集成,用于幻影研究.
主要成果:
- 传感器实现了高达5N的精确和可重复的接触力测量 (检测极限为0.1N).
- 清晰的光学反应与控制的缩下不同样硬度相关.
- 幻影和表面形状重建的空间刚度映射成功演示.
结论:
- 开发的传感器薄膜有效地提供定量触觉反,包括力,刚性和纹理.
- 这项技术显示出在微创手术中提高手术精度和安全性的巨大潜力.
- 该传感器提供了一种可行的解决方案,以克服MIS中触觉反的局限性.
