交互式多级机器人定位器用于手术内MRI导向立体神经外科手术
Zhuoliang He1, Jing Dai1, Justin Di-Lang Ho1
1Department of Mechanical Engineering, The University of Hong Kong, Hong Kong, 999077, China.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 10, 2023
概括
一个新的机器人定位器通过实现精确的手术内仪器控制来增强MRI导向的神经外科手术. 该系统克服了静态成像的局限性,提高了复杂程序的准确性.
科学领域:
- 神经外科 神经外科
- 医疗机器人 医疗机器人
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 磁共振成像 (MRI) 提供了神经外科手术的卓越可视化,但仅限于手术前后的成像.
- 静态成像导致从立体图像框架设置,图像注册和大脑转移的错误.
研究的目的:
- 开发一个多级机器人定位器,用于实时,MRI导向的神经外科干预.
- 在双边立体神经外科手术期间实现仪器跟踪和生理监测等手术内功能.
主要方法:
- 一个紧的,在头骨上安装的机器人系统,具有两级定位:手动粗调和精确的软机器人微调.
- 该系统采用与MRI头线圈兼容的轻量级设计,并具有定向锁定功能,以确保仪器的稳定性.
- 通过基于实验室,基于MRI的幻影测试和尸体试验进行验证,包括用于机器人注册的无线跟踪标记.
主要成果:
- 机器人定位器实现了精确 (<0.2°定向误差) 和响应性 (1.4 Hz带宽) 软机器人定位.
- 准确度在实验室环境中被验证为<0.8毫米,在头骨幻象中<1.7毫米,在尸体实验中<2.2毫米.
- 证明了足够的传输刚度 (4.07 N/mm) 适用于仪表推进.
结论:
- 拟议的多阶段机器人定位器有效地实现了精确的手术内MRI导向的神经外科手术.
- 该系统克服了静态成像的局限性,为复杂的程序提供了更高的精度和实时仪器控制.
