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Enregistrement W2021503060 · doi:10.1115/1.4000953

Modeling, Simulation, and Optimal Initiation Planning For Needle Insertion Into the Liver

2010· article· en· W2021503060 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueJournal of Biomechanical Engineering · 2010
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueSoft Robotics and Applications
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésComputer science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Needle insertion simulation and planning systems (SPSs) will play an important role in diminishing inappropriate insertions into soft tissues and resultant complications. Difficulties in SPS development are due in large part to the computational requirements of the extensive calculations in finite element (FE) models of tissue. For clinical feasibility, the computational speed of SPSs must be improved. At the same time, a realistic model of tissue properties that reflects large and velocity-dependent deformations must be employed. The purpose of this study is to address the aforementioned difficulties by presenting a cost-effective SPS platform for needle insertions into the liver. The study was constrained to planar (2D) cases, but can be extended to 3D insertions. To accommodate large and velocity-dependent deformations, a hyperviscoelastic model was devised to produce an FE model of liver tissue. Material constants were identified by a genetic algorithm applied to the experimental results of unconfined compressions of bovine liver. The approach for SPS involves B-spline interpolations of sample data generated from the FE model of liver. Two interpolation-based models are introduced to approximate puncture times and to approximate the coordinates of FE model nodes interacting with the needle tip as a function of the needle initiation pose; the latter was also a function of postpuncture time. A real-time simulation framework is provided, and its computational benefit is highlighted by comparing its performance with the FE method. A planning algorithm for optimal needle initiation was designed, and its effectiveness was evaluated by analyzing its accuracy in reaching a random set of targets at different resolutions of sampled data using the FE model. The proposed simulation framework can easily surpass haptic rates (>500 Hz), even with a high pose resolution level ( approximately 30). The computational time required to update the coordinates of the node at the needle tip in the provided example was reduced from 177 s to 0.8069 ms. The planning accuracy was acceptable even with moderate resolution levels: root-mean-square and maximum errors were 1 mm and 1.2 mm, respectively, for a pose and PPT resolution levels of 17 and 20, respectively. The proposed interpolation-based models significantly improve the computational speed of needle insertion simulation and planning, based on the discretized (FE) model of the liver and can be utilized to establish a cost-effective planning platform. This modeling approach can also be extended for use in other surgical simulations.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,561
Score d'incertitude au seuil0,239

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,260
Écart entre enseignants0,240 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle