کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6950671 1451634 2018 7 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Feasibility study on a robot-assisted procedure for tumor localization using needle-rotation force signals
ترجمه فارسی عنوان
مطالعه امکان سنجی روش ربات برای تعیین محل تومور با استفاده از سیگنال نیروی چرخش سوزنی
کلمات کلیدی
محلی سازی تومور، نیروی سیگنال، روش ربات، شبیه سازی عنصر محدود، آزمایش فانتوم،
ترجمه چکیده
موضع دقیق تومور برای تشخیص و درمان سرطان در مراحل اولیه ضروری است. تکنیک هدایت شده توسط نیروی اخیر اجازه می دهد تا عمق تومور مشکوک را در مسیر ورود تعیین کند، در حالی که محلی سازی فضایی هنوز یک چالش بزرگ است. در این مقاله، یک روش ریاضی جدید برای تعیین مکان تومور فضایی با استفاده از سیگنال های نیرو در هنگام چرخش سوزن پیشنهاد شده است. هنگامی که یک بافت تومور سخت تر در اطراف چرخش سوزن وجود دارد، یک سیگنال نیروی غیر طبیعی به محل بافت مشکوک اشاره می کند. آزمایش شبیه سازی عنصر محدود و آزمایش فانتوم برای آزمایش امکان سنجی روش محلی سازی تومور انجام شد. نتایج شبیه سازی نشان داد که بافت تومور سخت تر اختلاف معنی داری در توزیع استرس و تغییر شکل در محدوده محیط داشته و سیگنال های نیروی چرخش سوزنی را تغییر می دهد زمانی که سوزن به سمت بافت سخت تر چرخش می شود. نتایج تجربی نشان داد که جهت موقعیت محل تومور می تواند با استفاده از سیگنال های نیروی چرخش سوزن شناسایی شود. نقطه تقاطع دو جهت مشخص شده، به دست آمده از سیگنال های نیرو از چرخش دو سوزن، در نهایت محل تومور را تعیین کرد. همچنین، آزمون حساسیت پارامتری به منظور بررسی فاصله موثر مرکز مکانیابی تومور و نقطه ورود سوزن برای مکانیسم تومور انجام شد. انتظار می رود این روش در سیستم رباتیک مورد استفاده برای بیوپسی سرطانی و برشیوتراپی مورد استفاده قرار گیرد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر پردازش سیگنال
پیش نمایش مقاله
مطالعه امکان سنجی روش ربات برای تعیین محل تومور با استفاده از سیگنال نیروی چرخش سوزنی
چکیده انگلیسی
Accurate tumor localization is critical to early-stage cancer diagnosis and therapy. The recent force-guided technique allows to determine the depth of a suspicious tumor on the insertion path, while the spatial localization is still a great challenge. In this paper, a novel force-guided procedure was proposed to identify spatial tumor location using force signals during needle rotation. When there is a harder tumorous tissue around the needle rotation, an abnormal force signal will point to the location of the suspicious tissue. Finite element simulation and phantom experiment were conducted to test the feasibility of the procedure for the tumor localization. The simulation results showed that the harder tumorous tissue made a significant difference on the stress and deformation distributions for the surroundings, changing the needle-rotation force signals when the needle rotated towards the harder tissue. The experimental results indicated that the direction of the tumor location can be identified by the rotation-needle force signals. The intersection point of the two identified directions, derived from force signals of twice needle rotations, determined the tumor location ultimately. Also, parametric sensitivity tests were performed to examine the effective distance of the tumor location centre and the needle insertion point for the tumor localization. This procedure is expected to be used in robot-assisted system for cancer biopsy and brachytherapy.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Biomedical Signal Processing and Control - Volume 46, September 2018, Pages 231-237
نویسندگان
, , , , , , ,