A Steerable Neuroendoscopic Instrument Using Compliant Contact-Aided Joints and Monolithic Articulation
Notice bibliographique
Résumé
Abstract This work presents the design of an articulate neuroendoscopic instrument (ANI), a handheld tool for use in minimally invasive neurosurgery. The instrument consists of a handle and a steerable tube-shaft with a distal end-effector. The design aims to increase the reach of surgeons operating through narrow channels within the center of the brain when approaching multiple targets from a single incision point. The steerable tube-shaft consists of a 1.6- mm notch-tube compliant joint mechanism augmented with contact-aids modeled after a gear geometry. The contact-aid geometry aims to address the performance tradeoff between stiffness, range-of-motion (RoM), and joint compactness for millimeter-scale notched-tube joints; it increases blocking force without sacrificing RoM. Finite element modeling (FEM) was used to refine design features, and the joint stiffness and RoM are assessed experimentally for three prototypes. The joint is incorporated into a tube-shaft instrument, and the assembled tool's stiffness properties are characterized. The prototype was then assessed in a validated neurosurgical simulator. An individual 1.24-mm outer-diameter notch-tube compliant joint with gear contact-aids is capable of 30 deg maximum bending and can sustain a 0.55 N blocking force with 0.5 mm displacement. A functional instrument shaft with a 15.5- mm-long articulating section was constructed from three joints in series with an external flexible stainless-steel sheath. It achieves a 6.7-mm bending radius at 75 deg maximum bending angle. In preclinical testing with an endoscopic third ventriculostomy and endoscopic tumor biopsy (ETV-ETB) simulator, the tool successfully completes the biopsy and fenestration maneuvers from a single burr-hole entry point. The ANI prototype uses contact-aid geometry incorporated into a compliant nitinol notched-tube joint to produce an articulate biopsy instrument for minimally invasive neurosurgical applications.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 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 ».