Development of an Instrumented Surgical Setup for Quantifying Displacement and Force in Surgical Dissection
Notice bibliographique
Résumé
Knowledge of positional and force properties of surgical dissection in neurosurgery is essential in developing simulation platforms for neurosurgical training such that realistic motion and perception can be conveyed to the trainee during practice. Most proposed models in literature utilize computational techniques to formulate required parameters. However, these models are not realistic enough compared to data obtained from experiments on real brain. Therefore, developing a setup to measure the position, orientation, and interaction forces will help researchers formulate realistic parameters. This paper presents the development of such a setup for quantification of displacements and tool-tissue interaction forces during performance of microsurgical tasks. A bipolar forceps is equipped with a set of force sensing elements to measure the tool-tissue interaction force components. The position and orientation of the forceps tips are measured by attaching a tracker to the bipolar forceps. To show proof-of-concept, an experienced surgeon and one assistant surgeon performed 35 neurosurgical tasks (320 trials) on a cadaver brain (previously-frozen) using the instrumented setup. Positional and force data of the bipolar forceps were recorded during surgical dissection of different brain structures. This paper reports results collected from two microsurgical tasks over 40 trials: dissection of sylvian cistern arachnoid (SCA) and dissection of middle cerebral artery (MCA). Results showed that the mean values of interaction forces during dissection of MCA were smaller than dissecting SCA. The maximum forces observed were 1.94 N and 1.75 N for SCA and MCA, respectively. The application of quantifying such parameters using the developed setup will be in training neurosurgery residents using surgical simulators in which the knowledge of brain tissue parameters is required to formulate the tissue model.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».