瘤切除自主系统 (ASTR) - 双臂机器人中线部分光切除术
Jiawei Ge1, Michael Kam1, Justin D Opfermann1
1Department of Mechanical Engineering, Johns Hopkins University, Baltimore, MD 21211 USA.
IEEE robotics and automation letters
|January 31, 2024
概括
这项研究引入了一种瘤切除自主系统 (ASTR),在监督的光切除术中实现了毫米精度. 机器人系统的精度与专家外科医生的精度相当,确保了清晰的切除边缘.
科学领域:
- 在外科手术中使用机器人
- 手术瘤学手术瘤学
- 医疗成像医学成像
背景情况:
- 头癌是全球主要的健康问题,手术是治疗的关键.
- 准确的瘤边缘识别对于头癌的成功手术结果至关重要.
- 目前的外科手术技术需要高精度,以实现最佳的瘤切除.
研究的目的:
- 介绍一个创新的瘤切除自主系统 (ASTR).
- 评估ASTR在执行监督自主部分光切除术时的可行性和准确性.
- 证明系统在实现精确瘤边界识别和切除方面的能力.
主要方法:
- 开发ASTR系统,包括双摄像头视觉系统,电术仪器,真空抓手和机器人操纵器.
- 使用基于本体学的框架实现自主手术工作流程.
- 使用用彩色墨水和近红外光 (NIRF) 标记器标记的猪舌头模型进行伪瘤切除.
- 积极监控NIRF标记和空间/颜色数据,用于机器人轨迹的规划和执行.
主要成果:
- 在猪标本上成功完成了六次监督自主伪瘤切除.
- 获得的平均表面和深度切除误差分别为0.73±0.60毫米和1.89±0.54毫米.
- 在任何切除中都没有表现出积极的瘤边缘,其精度与经验丰富的外科医生手工切除术的精度相当.
结论:
- ASTR系统在头部和部手术中显示出高精度和可行性,用于自主瘤切除.
- 开发的系统可以达到与经验丰富的外科医生可比的准确性,可能改善瘤治疗结果.
- 这项技术代表了机器人手术的重大进步,用于像光切除术这样的复杂手术.
