腹部穿刺のためのマルチモーダルCT-超音波画像誘導ロボットシステム

科学分野:

• 医療ロボット工学
• 画像誘導介入
• 手術ナビゲーション

背景:

• 単一モダリティ画像診断では、画像誘導介入における空間分解能、軟部組織コントラスト、リアルタイムフィードバックが制限されます。
• 計算断層撮影（CT）と超音波は相補的な強みを提供しますが、同時に最適なパフォーマンスを発揮できません。

研究 の 目的:

• 精密腹部穿刺のためのマルチモーダル画像誘導ロボットシステムを開発および検証すること。
• 術前CTと術中超音波の正確な融合を実現し、ガイダンスを強化すること。

主な方法:

• 光学式トラッキングと相互情報量アルゴリズムを使用したCT-超音波融合を統合したロボットシステム。
• プローブクランプを統合したコンパクトな3自由度穿刺アクチュエータの開発。
• 腎杯を標的としたファントム検証および穿刺試験。

主要な成果:

• 解剖学的に一貫した融合表示とファントム研究における信頼性の高いガイダンスを示しました。
• 腎杯穿刺試験では、平均位置誤差1.17 mm、平均角度誤差0.43°を達成しました。
• コンパクトなアクチュエータ設計により、ワークフローが簡素化され、手術室の設置面積が削減されます。

結論:

• CT-超音波融合ロボットシステムは、より安全で再現性の高い低侵襲腹部介入のための実用的なアプローチを提供します。
• マルチモーダル画像ガイダンスは、ロボット支援穿刺処置の精度を大幅に向上させます。