ソフトウェア・ハードウェアプラットフォームを用いた自動生検経路計画とナビゲーション

科学分野:

• 医用画像処理
• 手術ロボット
• 計算解剖学

背景:

• 画像誘導生検は、処置の安全性と精度にとって重要です。
• 現在の方法では、手動計画と術中調整が必要な場合が多いです。
• 自動化は、精度を向上させ、侵襲性を低下させることができます。

研究 の 目的:

• 自動生検計画および術中支援のためのソフトウェア・ハードウェアプラットフォームを開発すること。
• 針軌道を最適化し、安全性を確保するための計算手法を統合すること。
• ファントムモデルでシステムのパフォーマンスを検証すること。

主な方法:

• DICOMコストマップ上のボクセルベースの針表現の開発。
• 安全性のための差分進化を用いた針経路の最適化（最大空球）。
• 頭蓋骨ファントムでのリアルタイムナビゲーションと評価のためのMentorEyeシステムの導入。

主要な成果:

• 自動計画ツールは、しばしば最短経路で、実行可能な軌道を生成しました。
• 平均ターゲット登録誤差は2.08 ± 0.43 mmであり、コンピュータ支援処置に匹敵しました。
• シミュレーションでは、平均偏差2.15 ± 0.84 mmおよび3.7% nRMSEで生検が成功することが示されました。

結論:

• 開発されたプラットフォームは、画像誘導生検のための効率的な自動計画を示しました。
• システムは効果的な術中ガイダンスを提供し、生検処置を強化します。
• 結果は、画像誘導介入における精度と安全性の向上の可能性を示唆しています。