自动搜索光声学标记器使用自动化横直肠超声波
Zijian Wu1, Hamid Moradi2, Shuojue Yang3
1Johns Hopkins University, Laboratory for Computational Sensing and Robotics, Baltimore, MD, USA.
Biomedical optics express
|November 29, 2023
概括
这项研究引入了对光声学 (PA) 标记物的自动搜索,以改善机器人手术注册. 这种方法提高了机器人辅助激进前列腺切除术的精度,减少了手工劳动和手术挑战.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 医疗成像医学成像
- 手术技术 手术技术
背景情况:
- 机器人辅助激进前列腺切除术受益于实时跨直肠超声波 (TRUS) 指导.
- 机器人系统与TRUS之间的准确注册对于有效的图像指导至关重要.
- 目前的注册方法依赖于手动搜索光声学 (PA) 标记,这耗时且具有挑战性.
研究的目的:
- 开发和评估第一个自动搜索算法,用于跨直肠超声波机器人的PA标记物.
- 为了减少与达芬奇-TRUS注册相关的复杂性.
- 评估不同的搜索算法对PA标记器检测的性能.
主要方法:
- 研究了三种搜索算法:加权平均 (WA),黄金部分搜索 (GSS) 和三级搜索 (TS).
- 通过模拟和实验使用ex vivo组织评估算法性能.
- 在模仿的前列腺手术场景中验证了方法.
主要成果:
- 权重平均 (WA) 算法在9次数据采集中实现了0.53°±0.30°的平均误差.
- 在28次数据采集后,Ternary Search (TS) 和Golden Section Search (GSS) 算法分别实现了0.48°±0.32°的平均误差.
- 自动搜索有效地减少了达芬奇-TRUS注册中的挑战.
结论:
- 自动PA标志物搜索显著简化和改进TRUS引导机器人辅助前列腺切除术的注册过程.
- 在这种应用中,WA算法提供了一个更快的方法,其准确性与GSS和TS相比较.
- 这一进步有可能提高外科手术的结果,并减少外科医生的工作量.
