个性化超声指导干预幻影开发,制造和概念验证

科学领域:

• 医疗机器人 医疗机器人
• 生物医学工程 生物医学工程
• 医疗成像医学成像

背景情况:

• 商业血管幻象缺乏解剖学多样性,用于临床前设备测试.
• 开发现实的幻影对于评估新型干预技术至关重要.
• 人工智能 (AI) 在手术机器人中的整合为改善手术结果提供了潜力.

研究的目的:

• 制造个性化的3D打印血管幻象,用于测试支持人工智能的超声波引导手术机器人系统 (AI-GUIDE).
• 评估AI-GUIDE对新手操作员在不同解剖部位内深层血管导管的有效性.
• 评估在定制幻体中虚拟设备试验的潜力,以提高临床前测试的严格性.

主要方法:

• 使用CT扫描的3D打印创建了个性化的幻影,结合了血管核心,骨解剖学和定制模具.
• 容器内核被涂上,嵌入超声波兼容,组织模拟凝,然后溶解.
• 具有不同医疗经验的操作人员测试了AI-GUIDE系统,用于将针头插入上臂和手足 fantom 血管.

主要成果:

• 使用AI-GUIDE,操作人员在 inguinal 血管注射方面取得了81%的成功率,在臂血管注射方面达到71%的成功率.
• 除了设备故障之外,成功率提高到 100% 在沟和 85% 在手臂.
• 针头插入目标血管是快速而可靠的,即使对于没有先前医学培训的操作员来说也是如此.

结论:

• 个性化的3D打印幻影提供了一个多功能平台,用于测试不同解剖位置和操作员技能水平的手术机器人.
• AI-GUIDE系统在深水船管道上表现出很高的成功率,这表明它有可能帮助即使是未经训练的用户.
• 使用特定患者的幻影的虚拟试验可以显著提高干预性设备评估的严谨性和效率,可能减少对动物和人类测试的依赖.