An integrator-backstepping control approach for out-of-plane needle deflection minimization
Notice bibliographique
Résumé
In this paper, we develop a needle steering strategy designed to reduce the out-of-plane deflection of a flexible, bevel-tipped needle for clinical needle insertion applications. This is performed through an integrator-backstepping approach. Integrator-backstepping is a nonlinear feedback controller design that divides the entire system into a sequence of smaller design problems that are easier to manage. Simulations were performed to observe the effects of our controller design on the system's response, specifically the rate at which the out-of-plane deflection converges. We tested our proposed method using a biological tissue phantom composed of two separate heterogeneous layers and using an 18 gauge brachytherapy needle. A paired-sample t-test was performed to compare out-of-plane needle deflection results with and without the use of our needle steering algorithm under varying bevel-angle starting conditions. Results showed a significant decrease in the out-of-plane needle deflection with the use of our controller at the 1% significance level. The absolute-mean out-of-plane needle deflection at a depth of 140 mm changed from 7.1 mm to 0.7 mm with the implementation of our needle steering approach. Our proposed steering method does not require “drilling” motions often encountered in duty-cycling controllers, and has been shown to be effective for clinical needles travelling through multiple heterogeneous tissue layers.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 ».