İğne ve şırınganın küçük hareketlerini ölçme

Sorum, enjeksiyon sırasında bir iğne ve şırınganın çok küçük hareketlerinin nasıl ölçüleceğidir. Doktorlar lokal anestezik enjekte ettiğinde, her zaman önce bir kan damarı olmadığından emin olmak için aspire ederler (geri emerler). Benim çektiğim, özellikle aspirasyon tek elle yapılırsa, aspirasyonun iğnenin ucunun - muhtemelen birkaç mm - önemli bir hareket etmesine neden olurken, aspirasyonun amacını reddeder. ilk sırada.

İğne ve şırınga kombinasyonuna sahip olduğum ve bir parça et veya benzerine enjekte ettiğim ve daha sonra gönüllüleri 3 koşulda aspire / enjekte etmem için in vitro bir çalışma yapmak istiyorum:

1. diğer elinizle stabilize edin ve doğrudan enjekte edin
2. diğer elinizle stabilize edin, aspire edin ve sonra enjekte edin
3. tek elle aspire edin ve sonra enjekte edin

İğne ucunun bu hareketlerini 0,1 mm'ye kadar ölçmek için bir yöntem bulmak açısından bir bloğa çarptım. Bir ivmeölçerin yol olabileceğini düşündüm ama iğne ucuna monte edilecek kadar küçük bir şey bulamadım.

Bunu yapmayı düşündüğüm diğer tek yol, iğnenin ucuna bir çeşit yapay 'deri'den çıkacak ve daha sonra hareket eden mesafeyi ölçmek için kalibre edilmiş bir kameraya sahip olan bir kamera kullanmaktı.

Gürültü açısından bir ivmeölçer kesinlikle dışarıda.

Mekanik bir kol sistemi, potansiyel olarak yeterince doğru olsa da, sonuçlarınızı anlamsız kılmak için enjeksiyon senaryosunu iyi etkileyebilir. Küçük bir şırınganın pozisyonunu kontrol etmek için mücadele eden bir öğrencinin, ne kadar iyi dengelenmiş ve düşük sürtünme olursa olsun, büyük bir ölçüm kolu tarafından rahatsız edileceğinden şüpheleniyorum.

Tek gerçek * Size seçenekleri optik bulunmaktadır.$^*$

Şırınganın her iki ucundaki şırıngayı fiducial markörlerle işaretlemek mümkün olmalıdır. Elde edebileceğiniz çözünürlük, hedefe birden fazla kamerayı işaretleme optikleriyle sınırlıdır. Test bölgesi küçükse ve konum iyi tanımlanmışsa, görüntünün önemli miktarda kareyi doldurması için yakınlaştırma optiklerini kullanabilirsiniz. HD kameralar ve OpenCV gibi bir şey aracılığıyla referansların alt piksel konumu, hedef çözünürlüğünüzü ulaşılabilir kılmalıdır.

real => düşük maliyetli, görüntüleme hacmini temiz tutar ve çözünürlüğü nasıl alacağınız açıktır. MRI, PET tomografi, ultrason, manyetik tomografi, Xray CT, rezistif tomografi gibi birçok farklı yöntem vardır - bunlar çeşitli kalibrasyon, geliştirme, pahalı ekipman vb.$^*$

Bir ivmeölçerden uzaklaşırdım. Bir ivmeölçerden deplasman almak, hızı elde etmek için bir kez ve pozisyonu almak için bir kez olmak üzere iki kez etkileşim anlamına gelir. Bu, hataların birikme eğiliminde olduğu anlamına gelir. Ayrıca, ivmeölçerin iğneye takılması gerekir ve muhtemelen gönüllüye mümkün olduğunca normal görünen ve hissedilen bir iğne ve şırınga kullanmak daha iyi olacaktır.

Kamera ile ilgili fikir bana daha iyi geliyor. Muhtemelen iğne ve şırınganın tüm hareket eksenlerini ölçmek istersiniz - böylece her üç hareket yönü ve üç dönüş yönü de. Bunu, biri "deri" yüzeyine, diğeri yukarıdan aşağıya bakan iki kamera ile oldukça kolay bir şekilde yapabilmelisiniz. Kameraları özneden geri koyun ve perspektif efektlerini azaltacak uzun bir lens kullanın. Siyah boyalı bir şırıngaya birkaç parlak renkli nokta koyarsanız, bunları ImageJ ve bir izleme eklentisi gibi bir videoda izlemek oldukça kolay olacaktır. Daha sonra, tüm şırınganın hareketini yeniden yapılandırmak için bu noktaların hareketini kullanabilirsiniz.

Bu çalışmanın hazırlanmasının çok önemli olacağını unutmayın. Enstrümantasyonu doğru yapmak kendi başına bir çalışma olacaktır. Birinin benzer bir şey yapıp yapmadığını görmek için birkaç gün boyunca Medline veya Google Akademik'e göz atmanızı öneririm. Sizi rehberlik için bu araştırma alanına götüren okuduğunuz makalelere bakın.

Şahsen, bilmeniz gerekeni size anlatmak için ultrason görüntülemeye bakıyordum. Aslında, anestezi uzmanının iğneleri genellikle bu şekilde yönlendirdiğinden şüpheleniyorum ve uç aspirasyon sırasında çok fazla hareket ediyorsa, muhtemelen bunu zaten biliyorlardı.

Ben "google senin arkadaşın" - tip mesajları sevmiyorum, ama google bilgin içinde "iğne hareket ölçümü" için arama ton hit verir ve benim için ilk hit gerçekten ultrason işaret eder ekleyeceğim: http: / /scitation.aip.org/content/aapm/journal/medphys/33/8/10.1118/1.2218061

Tek yolun bir ölçüm sistemine optik veya sabit montaj olduğunu itiraz ediyorum. Farklı bir yaklaşım öneriyorum:

Dirençli algılama

Kan damarının yanına bir dizi elektrot içeren bir şerit takın. Şırınganın üzerine küçük bir voltaj uygulanır. Kalibrasyon ve iyi bir algoritma geliştirdikten sonra, farklı elektrotlardaki akım / voltaj değişimini analiz ederek iğnenin ucunun konumunu doğru bir şekilde belirlemek mümkün olduğunu düşünüyorum. Fizyolojik etkileri düşük tutmak için 300 kHz'nin üzerindeki RF voltajlarını kullanabilirsiniz. Bu, aynı zamanda, bu yöntemin faz arttırıcı güvenilirliğinin değerlendirilmesine de izin verir.

dezavantajı: Testin yapılması gereken alan şerit tarafından gizlenebilir.

endüktif algılama

Bir kan damarının yakınlığına yerleştirilmiş bir dizi endüktif sensörün görüntülenmesi. İğnenin 3B verilerini iletebilmelidirler.

Her iki yaklaşım da geniş geliştirme çalışmaları içerir. Sonuç, aspirasyon sürecini değiştirebilecek bir sistem olabilir.

Birçok potansiyel yöntem vardır.
Sorunun düzeltilmesi iyi bir sistem bulma şansını artıracaktır.

İğne hareketi hedefe (et, kişi vb.) Göre ise, hedef içindeki iğnenin net uzunluğu değişirse, iğnenin hedef yola olan direncinin (DC, AC, ...) ölçülmesi hareketin algılanmasına izin verebilir. Mutlak değer "koşular" arasında neredeyse kesin olarak tekrarlanmayacaktır, ancak delta-hareket çok küçük hareketler için gözlemlenebilir olmalıdır.

Geri çekme sırasında iğnenin hedef yüzeye göre geçişi meydana gelirse, giriş noktasındaki hedef düzleme göre mutlak iğne konumunu ölçen bir sensör çeşitli yollarla elde edilebilir. Birkaç tanesinden biri, iğnenin yüzeye yakın bir diski olması ve kapasitans değişikliğinin ölçülmesidir - mutlak olarak küçük ama yapılabilir.

Enjeksiyon simülatörü, gerekli anahtar eylemleri doğru bir şekilde modellenirken görünüşte biraz gerçekçi değilse, hareketölçer hareket woth salonu hücreleri veya GMR sensörleri ve mıknatıslar, LVDT sensörleri, mekanik kuplajlar, ... olabilir.

yani esas olarak, tam olarak ölçmek istediğiniz şeyin ince ayrıntılarını gerçekten anlamak ve sonra birkaç sensörden birini buna bağlamak meselesi gibi görünüyor.

Postanızda bir elektriksel tasarım sorusu olduğunu sanmıyorum, ancak bence 6 eksenli bir koordinat ölçüm makinesi arıyorsunuz. Bu, otomobil imalatında kullanılan tanıdık 6 eksenli robotlara benziyor, ancak motorları yok - sadece pozisyonu okumak için kodlayıcılar.

Şekil 1. Bir Mitutoyo Spin-kol Apex Serisi 6 eksenli koordinat ölçüm sistemi.

Dokümanı okumadım ama gevşek eklemlerle bir şeye ihtiyacınız olacak, böylece ölçüm cihazı iğneyi stabilize etmiyor veya operasyona herhangi bir atalet eklemiyor.

Dikkate alınması gereken sensörler: LVDT, gerinim ölçer, piezo. Tüm bunların algılanması, uca değil, iğneye monte ucunda yapılmalıdır. "Test-iğne" nizi bu enstrümantasyon ile değiştirebileceğinizi varsayıyorum ... iğne gövdesi (el kısmı) gibi sensörleri yerleştirmek için yeterli alan olmalıdır. Bu sensörlerin mekanik montajı ve kuplajı bu site için uygun konular değildir.
Bunlardan LVDT sensörleri çok sağlamdır ve sıvı bir ortama karşı geçirimsiz olabilir. Ve çoğu mükemmel hassasiyete sahiptir. Çok sayıda örnek: http://www.disensors.com/downloads/products/MHR%20Miniature%20LVDT_521.pdf