Surgeon-in-the-Loop 3-D Needle Steering Through Ultrasound-Guided Feedback Control
Notice bibliographique
Résumé
Needle deflection during certain minimally invasive percutaneous procedures, such as prostate biopsy or brachytherapy, is undesired and can be reduced through the use of feedback control. This letter uses a depth-dependent reduced-order three-dimensional (3-D) nonholonomic model of needle tip motion to propose a needle deflection controller that works in a surgeon-in-the-loop fashion, where the surgeon is in charge of needle insertion, and the feedback controller is responsible for keeping the needle on its desired trajectory. The controller is based on a continuous-time control law that asymptotically brings needle deflection to zero and is shown to remain effective even when the magnitude of the needle rotation velocity is limited. Limiting of the needle rotational velocity is due to practical considerations such as to reduce tissue damage during insertion and to show a measure of velocity-independence of the controller when high insertion speeds would require unfeasibly fast rotations. The velocity-limited controller is evaluated in three different exvivo tissue samples in a total of 30 needle insertion trials using real-time needle deflection measurements from ultrasound images. The exvivo results show an average absolute needle tip deflection of 0.54 mm away from the target location at a depth of 120 mm, and an average needle tip deflection of 0.36 mm away from the desired target axis throughout the entire insertion length.
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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) | 0,000 | 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 | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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 ».