II. METHOD
A. Design and Development of the Liver Tissue Cutting
Equipment
The equipment was designed to use a scalpel to cut soft tissue
with a sliding motion at controlled cutting (only one degree-of-
freedom: horizontal motion) speed while monitoring the force
and torque that the tissue exerted on the blade during the cut-
ting process. The equipment consists of a scalpel-blade cutting
subsystem, a computer control subsystem, a digital data-acqui-
sition subsystem, stereo camera, and a data post-processing sub-
system (see Fig. 1). The test equipment to measure the liver cut-
ting forces has been designed so that the cutting blade can move
with variable speed, to measure the effect of cutting speed on
cutting forces and strain rates within the specimen (speeds can
be varied from0 to 3.81 cm/s). The constrained boundary shown
in the figure was designed to simulate the attachment of the liver
on one end as in a human body (such as the attachment to the
diaphragm). The entire cutting mechanism consists of two ver-
tical supports, a lead screw assembly with a geared DC motor
and an incremental encoder (manufactured by Maxon Motors,
model A-max 32 with planetary gearhead GP 32C and digital
encoder HEDL 55 with line driver RS 422), and a JR3 preci-
sion 6-axis force/torque sensor model 20E12A-I25, with reso-
lution of 0.002 N in , , , and 0.000025 Nm in ,
and to which a surgeon’s scalpel is attached. We used #10
Bard-Parker stainless steel surgical blade in our experimental
studies, consistent with what is used by surgeons in scalpel cut-
ting. The cutting blade traverses linearly based on the rotary
motion of the DC motor. The purpose of the anti-backlash nut
was primarily to connect the vertical force sensor assembly to
the lead screw (see Fig. 1), while a coupler connects the output
of the planetary gearhead to the lead screw. The scalpel was
screwed to the force sensor and the force sensor was mounted
on an aluminumplate with one end attached to the anti-backlash
nut traveling along the lead screw and the other end on a lower
guiding shaft (parallel to the lead screw) with a linear bearing
to provide low friction linear travel. The design and construc-
tion of the cutting assembly ensured that the system was suf-
ficiently rigid so that the forces recorded by the force sensor
were those obtained by cutting the tissue alone. To enable esti-
mation of the depth of the blade embedded in the tissue, a Bum-
blebee stereo camera system (manufactured by Point Grey Re-
search) utilizing two Sony ICX204 1/3” charge-coupled devices
with 1024 768 pixels, 10-bit analog-to-digital, and maximum
of 15 frames per second (frames/s) was used. The camera was
placed close to the experimental setup to capture the image
of the cutting blade and the tissue, as the cutting progressed.
Digital image processing was used to determine the depth of
the blade embedded in the tissue at each instant of the cutting
II. METHOD
A. Design and Development of the Liver Tissue Cutting
Equipment
The equipment was designed to use a scalpel to cut soft tissue
with a sliding motion at controlled cutting (only one degree-of-
freedom: horizontal motion) speed while monitoring the force
and torque that the tissue exerted on the blade during the cut-
ting process. The equipment consists of a scalpel-blade cutting
subsystem, a computer control subsystem, a digital data-acqui-
sition subsystem, stereo camera, and a data post-processing sub-
system (see Fig. 1). The test equipment to measure the liver cut-
ting forces has been designed so that the cutting blade can move
with variable speed, to measure the effect of cutting speed on
cutting forces and strain rates within the specimen (speeds can
be varied from0 to 3.81 cm/s). The constrained boundary shown
in the figure was designed to simulate the attachment of the liver
on one end as in a human body (such as the attachment to the
diaphragm). The entire cutting mechanism consists of two ver-
tical supports, a lead screw assembly with a geared DC motor
and an incremental encoder (manufactured by Maxon Motors,
model A-max 32 with planetary gearhead GP 32C and digital
encoder HEDL 55 with line driver RS 422), and a JR3 preci-
sion 6-axis force/torque sensor model 20E12A-I25, with reso-
lution of 0.002 N in , , , and 0.000025 Nm in ,
and to which a surgeon’s scalpel is attached. We used #10
Bard-Parker stainless steel surgical blade in our experimental
studies, consistent with what is used by surgeons in scalpel cut-
ting. The cutting blade traverses linearly based on the rotary
motion of the DC motor. The purpose of the anti-backlash nut
was primarily to connect the vertical force sensor assembly to
the lead screw (see Fig. 1), while a coupler connects the output
of the planetary gearhead to the lead screw. The scalpel was
screwed to the force sensor and the force sensor was mounted
on an aluminumplate with one end attached to the anti-backlash
nut traveling along the lead screw and the other end on a lower
guiding shaft (parallel to the lead screw) with a linear bearing
to provide low friction linear travel. The design and construc-
tion of the cutting assembly ensured that the system was suf-
ficiently rigid so that the forces recorded by the force sensor
were those obtained by cutting the tissue alone. To enable esti-
mation of the depth of the blade embedded in the tissue, a Bum-
blebee stereo camera system (manufactured by Point Grey Re-
search) utilizing two Sony ICX204 1/3” charge-coupled devices
with 1024 768 pixels, 10-bit analog-to-digital, and maximum
of 15 frames per second (frames/s) was used. The camera was
placed close to the experimental setup to capture the image
of the cutting blade and the tissue, as the cutting progressed.
Digital image processing was used to determine the depth of
the blade embedded in the tissue at each instant of the cutting
การแปล กรุณารอสักครู่..

2 .
a วิธีการออกแบบและพัฒนาอุปกรณ์การตัดเนื้อเยื่อตับ
อุปกรณ์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้มีดตัด
เนื้อเยื่ออ่อนกับเลื่อนเคลื่อนที่ควบคุมการตัด ( เพียงหนึ่งองศาของเสรีภาพ -
: แนวนอน การเคลื่อนไหว ) ในขณะที่การตรวจสอบความเร็วและแรงบิดแรง
ที่เนื้อเยื่อนั่นเอง บนใบมีดในการตัด -
ติง กระบวนการ อุปกรณ์ที่ประกอบด้วยมีดใบมีดตัด
ระบบ , ควบคุมระบบคอมพิวเตอร์ , ข้อมูลดิจิตอล คคุย แตร์ -
sition ระบบสเตอริโอกล้องและการประมวลผลข้อมูลระบบย่อย -
( ดูรูปที่ 1 ) ทดสอบอุปกรณ์วัดตับตัด -
ติ่งกําลังได้รับการออกแบบเพื่อให้ใบมีดตัดสามารถย้าย
กับตัวแปรความเร็วในการวัดผลของความเร็วตัดบน
ตัดแรงและอัตราความเครียดภายในชิ้นงาน ( ความเร็วสามารถ
มีหลากหลาย from0 เพื่อ 3.81 ซม. / วินาที ) การกำหนดขอบเขตที่แสดงใน gure
จึงถูกออกแบบมาเพื่อจำลองการยึดติดของตับ
ที่ปลายด้านหนึ่ง เช่น ในร่างกายของมนุษย์ ( เช่นสิ่งที่แนบไปยัง
ไดอะแฟรม ) กลไกตัดทั้งหมดประกอบด้วย 2 Ver -
ติกอลสนับสนุนนำสกรูประกอบกับเกียร์และมอเตอร์ DC
ตัวเข้ารหัสที่เพิ่มขึ้น ( ผลิตโดย MAXON มอเตอร์
รูปแบบ a-max 32 กับดาวเคราะห์ gearhead GP 32c และดิจิตอล
. hedl 55 กับสายคนขับรถ RS 422 ) และ jr3 ที่ต้องการ -
ไซออน 6-axis บังคับ / เซ็นเซอร์บิดแบบ 20e12a-i25 กับขนส่ง -
lution 0.002 ใน , , , และ 0.000025 nm ,
และที่มีดผ่าตัดของศัลยแพทย์จะแนบ เราใช้# 10
กวี ปาร์คเกอร์ สแตนเลส ใบมีดผ่าตัด ในการศึกษาทดลอง
ของเราสอดคล้องกับสิ่งที่ถูกใช้โดยศัลยแพทย์ในมีดตัด -
ติ่ง . ใบมีดตัดลัดเลาะเชิงเส้นตรงตามการเคลื่อนไหวหมุน
ของ DC มอเตอร์ จุดประสงค์ของ anti backlash นัท
เป็นหลักเพื่อเชื่อมต่อแนวตั้งบังคับเซ็นเซอร์ประกอบ
นำสกรู ( ดูรูปที่ 1 ) ขณะที่ข้อต่อเชื่อมต่อผลผลิต
ของ gearhead ดาวเคราะห์ที่จะนำสกรู มีดถูก
เมากับบังคับเซ็นเซอร์และเซ็นเซอร์บังคับติดตั้ง
บน aluminumplate กับปลายด้านหนึ่งติดกับ anti backlash
นัทเดินทางพร้อมนำสกรู และส่วนอื่น ๆบนล่าง
ชี้นำเพลา ( ขนานกับนำสกรู ) กับ
แบริ่งเชิงเส้นเพื่อให้แรงเสียดทานต่ำเชิงเส้นเดินทาง การออกแบบและ Construc tion -
การชุมนุมมั่นใจว่าระบบซุฟ -
จึง ciently แข็งเพื่อให้กองกำลังบันทึกโดยบังคับเซ็นเซอร์
เหล่านั้นได้โดยการตัดเนื้อเยื่อเพียงอย่างเดียว เพื่อให้เจ้า -
ดาวน์โหลดของความลึกของใบมีดที่ฝังตัวอยู่ในเนื้อเยื่อ , บอม -
blebee สเตอริโอกล้องระบบ ( ผลิตโดยจุดสีเทา Re -
Search ) ใช้สอง icx204 Sony 1 / 3 " อุปกรณ์ชาร์จคู่กับ 1024 768 พิกเซล
,
analog-to-digital 10 บิต และสูงสุด15 เฟรมต่อวินาที ( เฟรม / วินาที ) ที่ใช้ กล้อง
วางไว้ใกล้การตั้งค่าการทดลองจับภาพ
ของใบมีดตัดและเนื้อเยื่อที่ตัดขึ้น .
การประมวลผลภาพดิจิตอลที่ใช้ในการตรวจสอบความลึกของ
ใบมีดฝังตัวอยู่ในเนื้อเยื่อที่แต่ละทันทีตัด
การแปล กรุณารอสักครู่..
