科学家开发出基于FBG传感原理的触觉传感器应用于微创手术组织触诊

近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所微创中心研究员王磊团队在基于布拉格光栅光纤传感原理在微创手术的应用——活体组织触诊的研究中实现了活体组织的精准力信息反馈和肿块信息的定位检测功能。相关研究成果以Development of a Fiber Bragg Grating-based Force Sensor for Minimally Invasive Surgery ―Case Study of Ex-vivo Tissue Palpation为题,发表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。

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传感新品 

   

科学家开发出基于FBG传感原理的触觉传感器应用于微创手术组织触诊  

近日,中国科学院深圳先进技术研究院医工所微创中心研究员王磊团队在基于布拉格光栅光纤传感原理在微创手术的应用——活体组织触诊的研究中实现了活体组织的精准力信息反馈和肿块信息的定位检测功能。相关研究成果以Development of a Fiber Bragg Grating-based Force Sensor for Minimally Invasive Surgery ―Case Study of Ex-vivo Tissue Palpation为题,发表在IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement上。

随着医疗技术的快速发展,微创手术(MIS)逐渐成为现实。但是,传统手术中发现的一些问题仍与MIS有关。例如,在进行微创外科手术期间,医护人员会暴露在手术室中发现的放射线和整形外科危害中。引入机器人辅助微创手术的技术成为了比传统微创手术更好的替代方案;然而,机器人辅助手术过程中伴随着外科医生的触觉丧失。外科医生通过操作机器人来进行微创手术,手术期间医生无法直接接触人体组织并且分析人体器官,因此无法保证所进行的手术的可靠性。在传统手术过程中,医生通过触觉去感知器官的异常情况,进而判断器官中是否存在肿瘤和肿块。但随着医疗机器人的普及,这种可获得的触觉信息尚未有效集成到机器人辅助的微创手术中,因此要求机器需要具有更高精确度和灵敏度的触觉信息反馈。深圳先进院科研人员在此基础上提出一种用于微创手术组织触诊中的高灵敏度布拉格光栅光纤(FBG)传感方案,与以往的电容式传感方案不同,光纤传感器与手术期间的磁共振(MR)系统和成像系统兼容。

为此,研究设计了用于微创手术的一维远端力传感器。其中,传感器结构中嵌有双光栅元件可用于解耦传感器在使用过程中受到的应变和温度交叉影响,实现更精准的力觉检测。研究中,科研人员基于双光栅元件结构设计出发,推导出相应的柔性结构理论模型。通过fmincon函数对柔性件进行了基于物理模型的优化设计,确定了结构的关键参数。采用有限元法对柔性件的静态和动态特性进行分析,在理论基础上验证了该柔性件的可行性。为了进一步提高传感器性能,并基于前馈神经网络对数据进行标定,该网络模型可精准预测力与波长偏移量的关系。研究还进行了温度补偿实验,验证了双光栅元件能够有效的进行温度解耦方案。实验结果表明,FBG传感器能够在1N范围内感知力值,平均相对误差小于满量程的2%;温度补偿后的误差0.8 mN。科研人员进一步对猪肝器官进行组织触诊实验,验证所提传感器设计在微创手术中的有效性和适用性。

研究实现了组织触诊中器官肿块信息的精准力反馈和定位检测,并提出了新型的温度解耦方案和传感器标定方法,为微创手术中手术机器人的触觉信息检测提供了有效技术路线,有望推动手术机器人在介入式医疗中的手术路径导航和机器控制中的应用。

研究工作得到国家自然科学基金、深圳市科技计划等的资助。

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传感动态 


【台积电魏哲家:3 纳米制程开发进展符合预期,2021 年Q4净利达382.59亿元,同比增长16.4%  

1 月 13 日消息,台积电举行在线法人宣讲会,总裁魏哲家表示,3 纳米制程开发进展符合预期,将于今年下半年量产。

魏哲家指出,3 纳米制程将主要应用于高效应运算及智能手机领域,预计 3 纳米将是继 5 纳米之后,另一大规模世代制程。魏哲家表示,因应影像传感器及非挥发性记忆体等特殊制程强劲需求,台积电将会在中国大陆、日本及中国台湾扩充 28 纳米制程产能。

台积电日前公布 了2021 年第四季度业绩报告:报告期实现营收 4381 亿新台币,同比增长 21.2%;净利润 1662 亿新台币(按照昨日汇率算,约为382.59亿元),同比增长 16.4%;其毛利率为 52.7%,营业利润率为 41.7%,净利润率为 37.9%。

值得注意的是,第四季度,台积电 5 纳米的出货量占总晶圆收入的 23%;7 纳米的出货量占 27%。先进制程(定义为 7 纳米和更先进的制程),占总晶圆收入的 50%。

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苹果可能在今年底前确认Apple Car的韩国供应商  

据韩国电子行业媒体ET News消息,继2020年暑期访问后,苹果公司代表于2021年12月访问韩国,为旗下自动驾驶电动汽车Apple Car寻找具备大规模生产经验的电子器件制造商。例如苹果与LG和SK公司讨论了电动汽车电池供应问题。据行业消息,苹果表示拟向其中一家韩国电子器件制造商股权投资,同时要求这家公司的产量能够增加一倍。目前的合作讨论仍处于早期,一位行业人士称,许多制造商并不考虑这笔合作,因为苹果对Apple Car的要求非常严格。预计苹果将在今年底前完成对Apple Car供应商的选择,然后在未来两到三年内启动开发、宣布和大规模生产。

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【英国前商务大臣表示,禁止华为5G设备是迫于美国压力】

据报道,英国前商务大臣凯布尔表示,英国政府禁止华为5G设备和服务的决定“与国家安全无关”,而是迫于美国压力,是因为“美国告诉我们应该这么做”。在其担任大臣期间,情报和安全部门曾多次保证,使用华为服务不会带来任何风险。

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  【佳能宣布关闭珠海公司,后者已经营 32 年

佳能珠海有限公司日前发布公告,表示近年来全球照相机市场急剧萎缩,加上新冠肺炎病毒长期肆虐,公司经营面临空前困难,虽经公司及各位员工共同努力,却依然未能扭转困局,总部不得不对集团整体经营架构进行调整,经慎重研究,作出决定:终止公司生产。

该公司于 1990 年成立,早年间可以生产镜片、照相机,后续陆续生产打印机、传真机、CIS 接触式图像传感器等产品。近年来,该公司主要生产的产品包括:镜片、数码照相机、数码摄像机等,已持续经营32年。


传感财经  

 

   1月13日传感财经分析:流量传感器概念报跌,万讯自控(13.75,-0.57,-3.98%)领跌,红外传感器概念报跌,星帅尔(23.65,-2.353%)领跌

1月13日盘后,流量传感器概念报跌,万讯自控(13.75,-0.57,-3.98%)领跌,华工科技(25.56,-2.106%)、科陆电子(5.26,-1.128%)、汇中股份(15.88,-0.812%)等跟跌。

1月13日盘后,红外传感器概念报跌,星帅尔(23.65,-2.353%)领跌,高德红外、森霸传感、大立科技等跟跌。

1月13日盘后,可穿戴传感器概念报跌,中航电测(15.39,-3.39%)领跌,北京君正(-3.033%)、汉威科技(-2.809%)、晶方科技(-1.953%)、京东方A(-1.179%)等跟跌。


森霸传感:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为51.45%,最高为2020年的1.613亿元。

森霸股份是一家集研发、设计、生产、销售及服务于一体的专业的光电传感器供应商。公司主要产品包括热释电红外传感器系列和可见光传感器系列两大类,产品主要应用于LED照明、安防、数码电子产品等领域。

京东方A:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为21.08%,最高为2020年的50.36亿元。

Meta公司为美国一家可穿戴智能设备初创公司,主要涉足可穿戴计算和增强现实技术领域。

晶方科技:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为131.64%,最高为2020年的3.816亿元。

晶方科技的CMOS影像传感器晶圆级封装技术,彻底改变了封装的世界,使高性能,小型化的手机相机模块成为可能。

汉威科技:从近三年净利润复合增长来看,近三年净利润复合增长为82.56%,最高为2020年的2.055亿元。

汉威围绕物联网产业,将感知传感器、智能终端、通讯技术、地理信息和云计算、大数据等技术紧密结合,打造汉威云,建立完整的物联网产业链,结合环保治理、节能技术,以客户价值为导向,为智慧城市、安全生产、环境保护、民生健康提供完善的解决方案。

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