Steady-Hand Eye Robot 3.0: Optimization and Benchtop Evaluation for Subretinal Injection

要約

人間の運動制御が限られているため、網膜の症状や疾患(多くは不治と考えられています)を治療するための網膜下注射法やその他の処置は、その範囲が限られてきました。
この研究では、次世代の協調制御ステディハンド アイ ロボット (SHER 3.0) を実証します。これは、網膜下注射のターゲティング精度と解像度の臨床基準を達成する、正確で直感的に使用できるロボット プラットフォームです。
システム設計と基本的な運動学が報告され、組み込まれたデルタ ステージのたわみモデルと検証実験が示されます。
このモデルはデルタ ステージ パラメーターを最適化し、グローバル コンディショニング インデックスを最大化し、ねじりコンプライアンスを最小限に抑えます。
精度、再現性、たわみを測定する 5 つのテストにより、最適化されたステージ設計により、チップ精度 30 $\mu$m 未満、チップ再現性 9.3 $\mu$m および 0.02{\deg}、たわみ 20 ~ 350 $ が達成されることが示されました。
\μm/N。
今後の研究では、最新の制御モデルを使用して先端位置決めの結果を改良し、生体内動物モデルでテストする予定です。

要約(オリジナル)

Subretinal injection methods and other procedures for treating retinal conditions and diseases (many considered incurable) have been limited in scope due to limited human motor control. This study demonstrates the next generation, cooperatively controlled Steady-Hand Eye Robot (SHER 3.0), a precise and intuitive-to-use robotic platform achieving clinical standards for targeting accuracy and resolution for subretinal injections. The system design and basic kinematics are reported and a deflection model for the incorporated delta stage and validation experiments are presented. This model optimizes the delta stage parameters, maximizing the global conditioning index and minimizing torsional compliance. Five tests measuring accuracy, repeatability, and deflection show the optimized stage design achieves a tip accuracy of <30 $\mu$m, tip repeatability of 9.3 $\mu$m and 0.02{\deg}, and deflections between 20-350 $\mu$m/N. Future work will use updated control models to refine tip positioning outcomes and will be tested on in vivo animal models.

arxiv情報

著者 Alireza Alamdar,David E. Usevitch,Jiahao Wu,Russell H. Taylor,Peter Gehlbach,Iulian Iordachita
発行日 2023-09-06 20:43:06+00:00
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