การวัดการเคลื่อนไหวเล็ก ๆ ของเข็มและกระบอกฉีดยา

คำถามของฉันคือวิธีการวัดการเคลื่อนไหวของเข็มและเข็มฉีดยาที่มีขนาดเล็กมากเมื่อทำการฉีด เมื่อแพทย์ฉีดยาชาเฉพาะที่พวกเขามักจะดูด (ดูดกลับ) ก่อนเพื่อให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้อยู่ในเส้นเลือด การต่อสู้ของฉันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าความทะเยอทะยานจะทำด้วยมือเดียวคือการเปลี่ยนทิศทางของแรงในการรวมกันของเข็ม / เข็มฉีดยาในขณะที่การดูดทำให้เกิดการเคลื่อนไหวที่สำคัญของปลายเข็ม - อาจจะหลายมม. - ซึ่งขัดแย้งกับวัตถุประสงค์ของความทะเยอทะยาน สถานที่แรก

ฉันต้องการทำการศึกษาในหลอดทดลองซึ่งฉันมีการผสมผสานระหว่างเข็มและเข็มฉีดยาและฉีดเข้าไปในเนื้อชิ้นเดียวกันหรือคล้ายกัน - จากนั้นให้อาสาสมัครช่วยดูด / ฉีดภายใต้ 3 สถานการณ์:

1. รักษาความมั่นคงด้วยมืออื่น ๆ และฉีดโดยตรง
2. รักษาความมั่นคงด้วยมืออื่น ๆ ดูดและฉีด
3. ดูดด้วยมือเดียวแล้วฉีด

ฉันตีบล็อกในแง่ของการค้นหาวิธีการวัดการเคลื่อนไหวเหล่านี้ของปลายเข็มลงไปจนถึงอาจ 0.1 มม. ฉันคิดว่า accelerometer อาจเป็นวิธี แต่ไม่พบสิ่งใดที่เล็กพอที่จะติดตั้งที่ปลายเข็ม

วิธีเดียวที่ฉันคิดว่าทำคือใช้กล้องที่ติดตั้งไว้ที่ปลายเข็มซึ่งจะยื่นออกมาผ่าน 'ผิวหนัง' เทียมบางชนิดจากนั้นจึงปรับ graticule เพื่อวัดระยะทางที่เคลื่อนที่

มาตรความเร่งนั้นอยู่ในรูปของเสียงรบกวนแน่นอน

ระบบแขนกลในขณะที่อาจแม่นยำพออาจมีอิทธิพลต่อสถานการณ์การฉีดมากพอที่จะทำให้ผลลัพธ์ของคุณไม่มีความหมาย ฉันสงสัยว่านักเรียนคนหนึ่งที่พยายามควบคุมตำแหน่งของเข็มฉีดยาขนาดเล็กจะถูกฟุ้งซ่านด้วยแขนวัดขนาดใหญ่ไม่ว่าจะมีความสมดุลและความเสียดทานต่ำเพียงใด

$^*$

มันควรจะเป็นไปได้ที่จะทำเครื่องหมายเข็มฉีดยาที่ปลายทั้งสองด้านของบาร์เรลด้วยเครื่องหมาย fiducial ความละเอียดที่คุณสามารถทำได้นั้น จำกัด โดยเลนส์สำหรับการเล็งกล้องหลายตัวที่เป้าหมาย หากไซต์ทดสอบมีขนาดเล็กและกำหนดตำแหน่งได้ดีคุณสามารถใช้เลนส์ซูมเพื่อทำให้ภาพเต็มเฟรมจำนวนมาก กล้อง HD และตำแหน่งย่อยพิกเซลของ fiducials ผ่าน OpenCV บางอย่างน่าจะทำให้การแก้ปัญหาเป้าหมายของคุณเป็นไปได้

$^*$

ฉันจะผิดพลาดจาก accelerometer ในการรับการกระจัดจาก accelerometer หมายถึงการผสานสองครั้ง - หนึ่งครั้งเพื่อให้ได้ความเร็วและอีกครั้งเพื่อให้ได้ตำแหน่ง ซึ่งหมายความว่าข้อผิดพลาดมักจะสะสม นอกจากนี้ accelerometer จะต้องแนบกับเข็มและมันจะดีกว่าถ้าใช้เข็มและหลอดฉีดยาที่มีลักษณะและความรู้สึกตามปกติให้มากที่สุด

ความคิดกับกล้องฟังดูดีกว่าสำหรับฉัน คุณอาจต้องการวัดการเคลื่อนที่ของเข็มและเข็มฉีดยา - ดังนั้นทิศทางการเคลื่อนที่ทั้งสามและทิศทางการหมุนทั้งสาม คุณควรจะทำได้อย่างง่ายดายด้วยกล้องสองตัวตัวหนึ่งมองผ่านพื้นผิวของ "สกิน" และอีกตัวหนึ่งมองลงมาจากด้านบน วางกล้องไว้ที่ด้านหลังของวัตถุแล้วใช้เลนส์ที่มีความยาวเพื่อลดเอฟเฟกต์มุมมอง หากคุณใส่จุดสีสดใสบนเข็มฉีดยาสีดำมันจะค่อนข้างง่ายในการติดตามพวกเขาในวิดีโอโดยใช้อย่างเช่น ImageJ และปลั๊กอินการติดตาม จากนั้นคุณสามารถใช้การเคลื่อนไหวของจุดเหล่านั้นเพื่อสร้างการเคลื่อนไหวของเข็มฉีดยาทั้งหมดอีกครั้ง

โปรดทราบว่าการตั้งค่าการศึกษานี้จะเป็นเรื่องใหญ่ การได้รับเครื่องมือวัดที่เหมาะสมจะเป็นการศึกษาในตัวมันเอง ฉันแนะนำให้อ่าน Medline หรือ Google Scholar เป็นเวลาสองสามวันเพื่อดูว่ามีใครทำอะไรที่คล้ายกันบ้าง ดูเอกสารที่คุณอ่านซึ่งนำคุณไปสู่การวิจัยในด้านนี้เพื่อขอคำแนะนำ

โดยส่วนตัวแล้วฉันกำลังมองไปที่การถ่ายภาพอุลตร้าซาวด์เพื่อบอกสิ่งที่คุณต้องรู้ ในความเป็นจริงฉันสงสัยว่านี่เป็นวิธีที่วิสัญญีแพทย์มักจะนำเข็มไปและถ้าทิปเคลื่อนที่มากเกินไปในช่วงที่มีความทะเยอทะยานพวกเขาอาจรู้แล้ว

ฉันไม่ชอบ "google เป็นเพื่อนของคุณ" - พิมพ์ข้อความ แต่ฉันจะเพิ่มว่าการค้นหา "การวัดการเคลื่อนไหวด้วยเข็ม" ใน Google scholar ให้ผลการค้นหาจำนวนมากและการตีครั้งแรกสำหรับฉันแน่นอนชี้ไปที่อัลตราซาวด์: http: / /scitation.aip.org/content/aapm/journal/medphys/33/8/10.1118/1.2218061

ฉันคัดค้านว่าวิธีการเดียวคือการติดตั้งออปติคัลหรือการแก้ไขระบบการวัด ฉันเสนอแนวทางที่แตกต่าง:

การตรวจจับแบบ Resistive

ข้างๆเส้นเลือดแนบแถบด้วยอิเล็กโทรด บนหลอดฉีดยาจะมีการใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็ก หลังจากการสอบเทียบและพัฒนาอัลกอริทึมที่ดีฉันคิดว่ามันเป็นไปได้ที่จะกำหนดตำแหน่งของปลายเข็มอย่างแม่นยำโดยการวิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงของกระแส / แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วไฟฟ้าที่แตกต่างกัน เพื่อรักษาผลกระทบทางร่างกายให้ต่ำคุณอาจใช้แรงดัน RF สูงกว่า 300 kHz สิ่งนี้ยังช่วยให้การประเมินเฟสเพิ่มความน่าเชื่อถือของวิธีนี้

ข้อเสียเปรียบ: พื้นที่ที่ควรทำการทดสอบอาจถูกบดบังโดยแถบ

การเหนี่ยวนำความรู้สึก

การถ่ายภาพของเซ็นเซอร์อุปนัยจำนวนหนึ่งวางไว้ใน vincinity ของหลอดเลือด พวกเขาควรจะสามารถส่งข้อมูล 3D ของเข็มได้

ทั้งสองวิธีเกี่ยวข้องกับงานพัฒนาที่กว้างขวาง แม้ว่าผลลัพธ์อาจเป็นระบบที่สามารถแทนที่กระบวนการสำลักได้เลย

มีวิธีการที่มีศักยภาพมากมาย
การปรับแก้ปัญหาจะช่วยเพิ่มโอกาสในการค้นหาระบบที่ดี

หากการเคลื่อนไหวของเข็มมีความสัมพันธ์กับเป้าหมาย (เนื้อคนและอื่น ๆ ) เพื่อให้ความยาวของเข็มสุทธิภายในเป้าหมายแตกต่างกันการวัดความต้านทาน (DC, AC, ... ) ของเข็มไปยังเส้นทางเป้าหมายอาจตรวจจับการเคลื่อนไหวได้ ค่าสัมบูรณ์จะไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างถูกต้องระหว่าง "การวิ่ง" แต่การเคลื่อนไหวเดลต้าควรสังเกตได้สำหรับการเคลื่อนไหวขนาดเล็กมาก

หากทางเดินของเข็มที่สัมพันธ์กับพื้นผิวเป้าหมายเกิดขึ้นในระหว่างการดึงกลับจากนั้นเซ็นเซอร์ที่วัดตำแหน่งของเข็มที่แน่นอนที่สัมพันธ์กับระนาบเป้าหมายที่จุดเข้าสามารถทำได้หลายวิธี หนึ่งในหลาย ๆ อย่างก็คือการมี "ดิสก์บนเข็มใกล้พื้นผิวและวัดการเปลี่ยนแปลงความจุ - มีขนาดเล็กในแง่ที่แน่นอน แต่ทำได้

หากการจำลองการฉีดอาจไม่สมจริงในลักษณะที่ปรากฏในขณะที่สร้างแบบจำลองการดำเนินการที่สำคัญอย่างถูกต้องคุณสามารถทำการเคลื่อนย้ายเซลล์ที่มีห้องโถงหรือเซ็นเซอร์ GMR และแม่เหล็กเซ็นเซอร์ LVDT ข้อต่อเชิงกล ...

นั่นคือดูเหมือนว่าส่วนใหญ่เป็นเรื่องของการทำความเข้าใจรายละเอียดที่ดีอย่างแม่นยำของสิ่งที่คุณต้องการวัดแล้วจึงรวมเซ็นเซอร์หนึ่งในจำนวนนั้นเข้าด้วยกัน

ฉันไม่คิดว่ามีคำถามเกี่ยวกับการออกแบบไฟฟ้าในโพสต์ของคุณ แต่ฉันคิดว่าคุณกำลังมองหาเครื่องวัดพิกัด 6 แกน นี่เป็นเหมือนหุ่นยนต์ 6 แกนที่คุ้นเคยที่ใช้ในการผลิตรถยนต์ แต่ไม่มีมอเตอร์ - มีเพียงเครื่องเข้ารหัสเพื่ออ่านตำแหน่ง

รูปที่ 1 ระบบการวัดพิกัด 6 แกนของMitutoyo Spin-arm

ฉันไม่ได้อ่านเอกสาร แต่คุณต้องการอะไรที่มีข้อต่อหลวม ๆ เพื่อที่อุปกรณ์การวัดจะไม่ทำให้เข็มมีเสถียรภาพหรือเพิ่มความเฉื่อยใด ๆ

เซ็นเซอร์ที่ต้องพิจารณา: LVDT, เกจวัด, piezo การสัมผัสกับสิ่งเหล่านี้จะต้องทำที่ปลายเข็ม - ไม่ใช่ที่ปลาย ฉันสมมติว่าคุณอาจแก้ไข "เข็มทดสอบ" ของคุณด้วยเครื่องมือนี้ ... ควรมีพื้นที่เพียงพอภายในร่างกายเข็ม (ส่วนมือถือ) เพื่อรองรับเซ็นเซอร์เช่นนี้ การติดตั้งทางกลไกและการเชื่อมต่อของเซ็นเซอร์เหล่านี้ไม่เหมาะสำหรับไซต์
ในบรรดาเซนเซอร์ LVDT นั้นแข็งแกร่งมากและสามารถทนต่อสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลวได้ และหลายคนมีความไวที่ดีเยี่ยม ตัวอย่างหนึ่งในหลาย ๆ เรื่อง: http://www.disensors.com/downloads/products/MHR%20Miniature%20LVDT_521.pdf