When a Micro-Robot Encounters a Bowel Lesion
当微型机器人遇到肠道病变时
基本信息
- 批准号:EP/V047868/1
- 负责人:
- 金额:$ 25.8万
- 依托单位:
- 依托单位国家:英国
- 项目类别:Research Grant
- 财政年份:2021
- 资助国家:英国
- 起止时间:2021 至 无数据
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Detection of bowel cancer is currently performed by visual inspection of the colonic mucosa during endoscopy, which is less reliable for small-sized lesions that are not easily visualised. If they are not detected and removed at an early stage, there is a chance that they may become cancerous. This project seeks to develop a new mathematical tool for analysing the sensing capability of micro-robots to aid the detection of hard-to-visualise bowel lesions. Micro-robots experiencing vibrations, frictions, and impacts, known as non-smooth systems, exhibit a rich variety of different long-term behaviours co-existing for a given set of parameters, which is referred to as multi-stability or co-existing attractors. When the robot moves in the colon and encounters a lesion, some particular attractor may dominate its dynamics, while the other co-existing attractors could fade away due to the tissue's mechanical properties associated with different stages of malignant transformation. This significant change in multi-stability can be utilised to distinguish between healthy and abnormal tissues. The applicant proposes to use for the first time robot's multi-stability through the development of state-of-the-art numerical techniques to analyse such robot-lesion correlation, and produce a suite of computational analysis and advanced control methods for cancer detection and staging. In the long term, this work will initiate a new modality for bowel cancer screening, delivering an efficient minimally invasive procedure for patients. The unique research approach of this project, a joint effort of numerical and experimental studies, and the research collaboration with an applied mathematician and two NHS gastroenterologists, will secure a leading global position for the UK in applied non-smooth dynamics, micro-robots and early cancer diagnosis.
目前,肠癌的检测是通过在内窥镜检查过程中对结肠粘膜进行肉眼检查来进行的,对于不易观察到的小病变来说,这是不太可靠的。如果在早期阶段没有发现并移除它们,它们就有可能癌变。该项目旨在开发一种新的数学工具,用于分析微型机器人的传感能力,以帮助检测难以想象的肠道病变。经历振动、摩擦和碰撞的微型机器人被称为非光滑系统,对于给定的参数集,它们表现出丰富的不同的长期行为,这被称为多稳定或共存吸引子。当机器人在结肠中移动并遇到病变时,一些特定的吸引子可能会主导其动力学,而其他共存的吸引子可能会由于组织的机械特性与不同阶段的恶性转化相关而消失。这种多重稳定性的显著变化可以用来区分健康和异常组织。申请人建议首次利用机器人的多重稳定性,通过发展最先进的数值技术来分析这种机器人与病变的相关性,并产生一套用于癌症检测和分期的计算分析和先进控制方法。从长远来看,这项工作将开创一种新的肠癌筛查方法,为患者提供一种有效的微创手术。该项目独特的研究方法、数值和实验研究的共同努力,以及与一名应用数学家和两名NHS胃肠病专家的研究合作,将确保英国在应用非光滑动力学、微型机器人和早期癌症诊断方面的全球领先地位。
项目成果
期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Dynamic analysis of a soft capsule robot self-propelling in the small intestine via finite element method
- DOI:10.1007/s11071-023-08376-z
- 发表时间:2023-04
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:Jiyuan Tian;K. O. Afebu;Ze Wang;Y. Liu;S. Prasad
- 通讯作者:Jiyuan Tian;K. O. Afebu;Ze Wang;Y. Liu;S. Prasad
Two-stage machine learning models for bowel lesions characterisation using self-propelled capsule dynamics
- DOI:10.1007/s11071-023-08852-6
- 发表时间:2023-09
- 期刊:
- 影响因子:5.6
- 作者:K. O. Afebu;Jiyuan Tian;E. Papatheou;Y. Liu;S. Prasad
- 通讯作者:K. O. Afebu;Jiyuan Tian;E. Papatheou;Y. Liu;S. Prasad
Fundamentals of Bowel Cancer for Biomedical Engineers.
- DOI:10.1007/s10439-023-03155-8
- 发表时间:2023-04
- 期刊:
- 影响因子:3.8
- 作者:Tian, Jiyuan;Afebu, Kenneth Omokhagbo;Bickerdike, Andrew;Liu, Yang;Prasad, Shyam;Nelson, Bradley J.
- 通讯作者:Nelson, Bradley J.
AI-Assisted Dynamic Tissue Evaluation for Early Bowel Cancer Diagnosis Using a Vibrational Capsule
- DOI:10.1109/lra.2023.3251853
- 发表时间:2023-04
- 期刊:
- 影响因子:5.2
- 作者:K. O. Afebu;Jiyuan Tian;Y. Liu;E. Papatheou;S. Prasad
- 通讯作者:K. O. Afebu;Jiyuan Tian;Y. Liu;E. Papatheou;S. Prasad
Modelling and experimental investigation of capsule-tumour contact for early bowel cancer detection
- DOI:10.1016/j.euromechsol.2023.105148
- 发表时间:2023-10-05
- 期刊:
- 影响因子:4.1
- 作者:Tian,Jiyuan;Liu,Yang;Liu,Caishan
- 通讯作者:Liu,Caishan
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Yang Liu其他文献
Mesenchymal Progenitors Derived from Different Locations in Long Bones Display Diverse Characteristics
来自长骨不同位置的间充质祖细胞表现出不同的特征
- DOI:
10.1155/2019/5037578 - 发表时间:
2019-04 - 期刊:
- 影响因子:4.3
- 作者:
Lu Weiguang;Gao Bo;Fan Jing;Cheng Pengzhen;Hu Yaqian;Jie Qiang;Luo Zhuojing;Yang Liu - 通讯作者:
Yang Liu
Glycosylation of DMP1 promotes bone reconstruction in long bone defects
DMP1 的糖基化促进长骨缺损的骨重建
- DOI:
10.1016/j.bbrc.2020.04.020 - 发表时间:
2020 - 期刊:
- 影响因子:3.1
- 作者:
Hui Xue;Pingping Niu;Yang Liu;Yao Sun - 通讯作者:
Yao Sun
WITHDRAWN: Regular exercise protects aging Drosophila from high-fat-diet-induced locomotor impairment, cardiac dysfunction, lifespan shortening, and Nmnat and dSir2 expression decline.
撤回:定期运动可以保护衰老的果蝇免受高脂肪饮食引起的运动障碍、心脏功能障碍、寿命缩短以及 Nmnat 和 dSir2 表达下降的影响。
- DOI:
10.1016/j.exger.2018.01.017 - 发表时间:
2018 - 期刊:
- 影响因子:3.9
- 作者:
Deng;Lan Zheng;Fan Yang;Han;Jing Chen;Jin;Dan Cheng;Kai Lu;Yang Liu;Xian;Wen - 通讯作者:
Wen
A 0.5-V-supply, 37.8-nW, 17.6-ppm/°C switched-capacitor bandgap reference with second-order curvature compensation
具有二阶曲率补偿功能的 0.5V 电源、37.8nW、17.6ppm/℃ 开关电容器带隙基准
- DOI:
10.1016/j.mejo.2019.02.017 - 发表时间:
2019-05 - 期刊:
- 影响因子:2.2
- 作者:
Yang Liu;Bin Li;Zhaoquan Chen;Zhijian Chen;Mo Huang;Yan Lu - 通讯作者:
Yan Lu
Cobalt and Aluminum Co-Optimized 1T Phase MoS2 with Rich Edges for Robust Hydrogen Evolution Activity
钴和铝协同优化的 1T 相 MoS2,具有丰富的边缘,具有强大的析氢活性
- DOI:
10.1021/acssuschemeng.2c01836 - 发表时间:
2022-07 - 期刊:
- 影响因子:8.4
- 作者:
Jiahuang Jian;Hongjun Kang;Xianshu Qiao;Kai Cui;Yang Liu;Yang Li;Wei Qin;Xiaohong Wu - 通讯作者:
Xiaohong Wu
Yang Liu的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Yang Liu', 18)}}的其他基金
Development of the initial prototype of a pill sensor to detect colonic polyps and early bowel cancer
开发用于检测结肠息肉和早期肠癌的药丸传感器的初始原型
- 批准号:
MR/Y503411/1 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Research Grant
ERI: Understanding the Dynamic and Thermal Behaviors of Colloidal Droplets Toward a Novel Freezing-based Inkjet Printing Concept
ERI:了解胶体液滴的动态和热行为,以实现基于冷冻的新型喷墨打印概念
- 批准号:
2242311 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Standard Grant
ERI: Understanding the Dynamic and Thermal Behaviors of Colloidal Droplets Toward a Novel Freezing-based Inkjet Printing Concept
ERI:了解胶体液滴的动态和热行为,以实现基于冷冻的新型喷墨打印概念
- 批准号:
2138214 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Standard Grant
CAREER: Human-Centered Machine Learning: Robustness, Fairness and Dynamics
职业:以人为本的机器学习:稳健性、公平性和动态性
- 批准号:
2143895 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Continuing Grant
FAI: Fairness in Machine Learning with Human in the Loop
FAI:机器学习中人的参与的公平性
- 批准号:
2040800 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Standard Grant
Collaborative Research: RI: Small: Wisdom of Crowds with Machines in the Loop
合作研究:RI:小型:循环中机器的群体智慧
- 批准号:
2007951 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Standard Grant
Semi-Parametric Factor Analysis for Item Responses and Response Times
项目响应和响应时间的半参数因子分析
- 批准号:
1826535 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Standard Grant
Utilising the Vibro-Impact Self-Propulsion Technique for Gastrointestinal Endoscopy
利用振动冲击自推进技术进行胃肠内窥镜检查
- 批准号:
EP/R043698/1 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Research Grant
Controlling Multistability in Vibro-Impact Systems: Theory and Experiment
控制振动冲击系统的多稳定性:理论与实验
- 批准号:
EP/P023983/1 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Research Grant
相似国自然基金
Micro-LED芯片(模组)显示材料的研发及应用
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro-LED片上集成量子点像素光波导结
构设计与制造研究
- 批准号:
- 批准年份:2025
- 资助金额:100.0 万元
- 项目类别:省市级项目
车载领域Micro-LED显示技术研发
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro-LED全彩化用钙钛矿纳米晶的稳定机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
Micro LED晶圆级缺陷在线检测装备研发
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
金属氧化物TFT有源模拟PWM驱动Micro-LED显示研究
- 批准号:
- 批准年份:2024
- 资助金额:15.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于非辐射能量传递和胶体电流体微喷印的Micro-LED红光色转换技术
- 批准号:62374142
- 批准年份:2023
- 资助金额:48 万元
- 项目类别:面上项目
Mini/Micro-LED显示器件表面功能结构冷冻磨切加工机理及光学性能研究
- 批准号:52375426
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
面向AR/VR应用的III族氮化物有源驱动micro-LED显示阵列
- 批准号:62375006
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
高效率全彩色micro-LED显示转移打印及性能研究
- 批准号:n/a
- 批准年份:2023
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
相似海外基金
Vision Servoing Based Micro Continuum Robot Actuated by SMA Wires for Precise Laser Irradiation during Transurethral Lithotripsy
基于视觉伺服的微型连续体机器人由 SMA 线驱动,用于经尿道碎石术期间的精确激光照射
- 批准号:
24K21116 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Self-Locomotive Antimicrobial Micro-Robot (SLAM) Enhancing Biofilm-Infected Wound Healing
自移动抗菌微型机器人 (SLAM) 增强生物膜感染伤口愈合
- 批准号:
10366359 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Soild-drilling bio-inspired micro-robot
钻探仿生微型机器人
- 批准号:
576893-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
University Undergraduate Student Research Awards
Self-Locomotive Antimicrobial Micro-Robot (SLAM) Enhancing Biofilm-Infected Wound Healing
自移动抗菌微型机器人 (SLAM) 增强生物膜感染伤口愈合
- 批准号:
10612835 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Development of magnetic actuation technique for implantable micro-robot
植入式微型机器人磁驱动技术的发展
- 批准号:
22K04068 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
MICRO-BODD: A Miniaturized Intelligent Construction Robot for Optimal Building Operations and Defect Detection
MICRO-BODD:用于优化建筑操作和缺陷检测的小型化智能建筑机器人
- 批准号:
577219-2022 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Alliance Grants
Intelligent Behavioral Mechanisms of the Unicellular Paramecium from a Micro-robot Perspective
微型机器人视角下单细胞草履虫的智能行为机制
- 批准号:
19K12140 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Study on Wireless Micro-robot Using Electrostatic Self-excitation
静电自激式无线微型机器人的研究
- 批准号:
19K14940 - 财政年份:2019
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Monolithic micro soft robot for human- machine interface
用于人机界面的整体式微型软机器人
- 批准号:
18K14108 - 财政年份:2018
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Challenge of Self-Propelled Swimming Micro-robot Having Biofuel Cell
生物燃料电池自驱动游泳微型机器人的挑战
- 批准号:
17K18853 - 财政年份:2017
- 资助金额:
$ 25.8万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)