حس لامسه مصنوعی در مهندسی پزشکی

 | تاریخ ارسال: 1399/7/1 | 
 دانشکده مهندسی پزشکی       
 
تحصیلات تکمیلی   (اختیاری)
 
 
عنوان درس: حس لامسه مصنوعی در مهندسی پزشکی 
 
تعداد واحد       ۳                                                 پیش نیاز  بیومکانیک عمومی
                                                                                      
 
                                                                           هم نیاز  
        
 

اهداف کلی درس:  


رئوس مطالب:

۱. طبیعت حس لامسه
حس لامسه و تماس در انسان 
سیستم حسی درونی 
سیستم حسی بیرونی 
موی بدن انسان به عنوان حسگر 
توزیع حسگرهای لامسه ای در بدن انسان 
مودهای حس لامسه ای
حس حرارتی 
حس تشخیص ساختار سطحی 
حس لغزشی 
حس فشاری و تشخیص کمپلیانس

۲. مقدمه ای بر حسگرهای بیولوژیکی
گیرنده های مکانیکی
تطبیق سریع
تطبیق متوسط
تطبیق آهسته

۳. مقدمه ای بر ترمینولوژی حسگرهای مصنوعی
تعاریف مشخصات عملکردی حسگرها
 
۴. حسگرهای پیزورزیستیو
فرمولاسیون ریاضی (رابطه بین مقاومت و نیرو)
مثال ها:
کرنش سنج مایع
کرنش سنج فیلم نازک
کرنش سنج سیلیکونی

۵. حسگرهای پیزوالکتریک
فرمولاسیون ریاضی 
مثال ها:
PVDF 
کوارتز 
PZT

۶. حسگرهای نیروهای قائم، فشار و نیروهای برشی
آرایه حسگرهای لامسه ای مصنوعی
حسگرهای لامسه ای کمپلیانت
مثال ها:
حسگر غشائی از نوع دیافراگم دایره ای
اهمیت تغییرشکل در دیافراگم دایره ای برای تشخیص فشار
فرمولاسیون ریاضی (رابطه بین انحراف دیافراگم و فشار)

۷. پدیده حس لامسه مصنوعی در پزشکی و نقش آن در بالا بردن کیفیت جراحی
پروب های مجهز به حس لامسه مصنوعی به جای دست انسان و کاربرد آن ها
مقایسه بین حس های گوناگون و اهمیت حس لامسه در جراحی های متداول
ربات های جراح مجهز به فیدبک حسی
مقایسه حسگرهای تماسی با حسگرهای غیر تماسی
کاربردهای گوناگون حسگرهای تماسی در ربات های جراح
اجزاء تشکیل دهنده یک سیستم حسگر لامسه مصنوعی در ربات های جراح
حس لامسه مصنوعی در جراحی با حداقل تهاجم(  minimally invasive surgery or MIS)
ملاحظات طراحی در حسگرهای لامسه ای برای MIS
نمایشگرهای حس لامسه ای
تعیین مشخصات بافت بیولوژیکی از طریق کوپلینگ ارتعاشی 
تعیین سفتی بافت بیولوژیکی از طریق تماس 
تعیین سفتی غضروف انسان 
تعیین میزان نکروزه شدن بافت قلب
مکان یابی و تعقیب tracking شریان ها در جراحی رباتیک

۸. معیارهای طراحی هارمون Harmon 
 سطح حس شونده
درصد تفکیک پذیری فضایی
 
۹. ابزارهای جراحی هوشمند مجهز به حس لامسه مصنوعی
آندوسکوپ هوشمند
گراسپر هوشمند

۱۰- بسط و توسعه حسگرهای لامسه ای برای مونیتورینگ وضعیت پوست

۱۱- پیشرفت های آنالیتیک در مدل سازی فرآیند حس لامسه ای

۱۲- هپتیک haptic و حضور از راه دور telepresence و کاربرد آن ها در روش های نوین تشخیص و جراحی
اهمیت ایجاد حس تماس از راه دور teletaction
کاربردها:
جراحی
توانبخشی و ربات های سرویس دهنده
 
۱۳- پوست مصنوعی با قابلیت حس لامسه مصنوعی

۱۴- چالش های نوین در حس لامسه مصنوعی
 

 

روش ارزیابی:
 
□ عملکردی    □ آزمون نوشتاری    ■ آزمون نهایی    ■ میان ترم    □ ارزشیابی مستمر
 



مراجع
 
1. Webster, J. G. , Tactile Sensors for Robotics and Medicine, John Wiley & Sons, 1988 .
9. Russell, R. A. , Robot Tactile Sensing, Prentice Hall, 1990 .
3. Burdea, G. C. , Force and Touch Feedback for Virtual Reality, John Wiley & Sons, 1996 .
4. Dargahi, J. & Najarian, S. , Advances in tactile sensors design/manufacturing and its impact on robotics applications– A review, Industrial Robot, Vol. 39, No. 3, pp. 268- 281, 2005 .
5. Dargahi, J. & Najarian, S. , Human tactile perception as a standard for artificial tactile
sensing- A review, International Journal of Medical Robotics and Computer Assisted Surgery, Vol. 1, No. 13, pp. 23- 35, 2004 .


دفعات مشاهده: 140 بار   |   دفعات چاپ: 4 بار   |   دفعات ارسال به دیگران: 0 بار   |   0 نظر