An Improved Sensing Method of a Robotic Ultrasound System for Real-Time Force and Angle Calibration

Abstract

An ultrasonic examination is a clinically universal and safe examination method, and with the development of telemedicine and precision medicine, the robotic ultrasound system (RUS) integrated with a robotic arm and ultrasound imaging system receives increasing attention. As the RUS requires precision and reproducibility, it is important to monitor the real-time calibration of the RUS during examination, especially the angle of the probe for image detection and its force on the surface. Additionally, to speed up the integration of the RUS and the current medical ultrasound system (US), the current RUSs mostly use a self-designed fixture to connect the probe to the arm. If the fixture has inconsistencies, it may cause an operating error. In order to improve its resilience, this study proposed an improved sensing method for real-time force and angle calibration. Based on multichannel pressure sensors, an inertial measurement unit (IMU), and a novel sensing structure, the ultrasonic probe and robotic arm could be simply and rapidly combined, which rendered real-time force and angle calibration at a low cost. The experimental results show that the average success rate of the downforce position identification achieved was 88.2%. The phantom experiment indicated that the method could assist the RUS in the real-time calibration of both force and angle during an examination.

Preliminary design and evaluation of a generic surgical scope adapter

“…The rationale behind using a detachable scope adapter from the robotic manipulator is to free the robotic manipulator to be used for other procedures (e.g. robot‐assisted image‐guided interventions 29–31 and diagnosis 32,33 ), if needed. Alternately, the surgical scope adapter can be deployed with any commercially‐available collaborative robotic manipulator, thus giving users a wider configuration choice per the clinical needs.…”

Untitled

“…3) Использование экспериментального правого режима для временного и частичного снятия юридических ограничений. 28 В первой части статьи обсуждалось, что в ней не будут рассматриваться вопросы применения ТМ-технологий в направлении «врач-врач», так как в силу создания НИМЦ и относительно небольшого объема потребности в телемедицинских консультациях «врач-врач» в сравнении с телемедициной «пациент-врач» этот вид медицинской помощи не имеет существенных барьеров в своем развитии. Все же стоит сделать акцент на том, что финансирование телемедицинских консультаций «врач-врач» включено в общее финансирование НМИЦ [16].…”

“…Вторая часть состоит из модели обучения с подкреплением и модели пространства состояний для принятия решений действия. Контроллер, третья часть, содержит в себе 4 команды (command mapping processes), необходимые Способ, предложенный Kuan-Ju Wang и соавт., также направлен на решение проблемы определения силы и угла контакта с пациентом [28]. Ультразвуковая система представляет собой роботическую руку с шестью степенями свободы, ультразвуковой датчик, датчик давления и IMU (inertial measurement unit -гиростабилизатор) (рис.…”

“…Smart multi-dimensional sensing device -умное многомерное устройство. IMU -гиростабилизатор [28] Fig. 17 в регионах с дефицитом врачей ультразвуковой диагностики, повышая доступность данного исследования.…”

Ultrasound robots: ready-to-use solutions and perspective directions.

“…Smart multi-dimensional sensing device -умное многомерное устройство. IMU -гиростабилизатор[28] Fig.17. Ultrasonic system with gyrostabilizer[28] Рис.…”