一种基于混合现实导航的混合机器人系统,用于对腿部植入物安置
Xingqi Fan1, Yuan Feng2, Baoxin Tao3
1Institute of Biomedical Manufacturing and Life Quality Engineering, State Key Laboratory of Mechanical System and Vibration, School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai, China.
Computer methods and programs in biomedicine
|March 31, 2024
概括
这项研究介绍了一种混合现实 (MR) 导航导向的混合机器人系统,用于对腿部植入物 (ZI) 的安置. 该系统在幻影实验中表现出与手动方法相比更高的准确性和稳定性,为临床应用铺平了道路.
科学领域:
- 机器人在医学中的机器人
- 手术导航系统 手术导航系统
- 牙科植入物学 牙科植入物学
背景情况:
- 肌肉膜植入物 (ZI) 放置对于严重的部缩至关重要,但由于手术复杂性和可视化有限,具有挑战性.
- 目前的动态导航系统需要高级技能,手动植入缺乏精度和稳定性.
- 带有混合现实 (MR) 导航的机器人辅助手术为ZI安置提供了一个潜在的解决方案.
研究的目的:
- 开发和评估一种新的MR导航导向混合机器人系统,用于自动化腰部植入物 (ZI) 放置.
- 与传统的手术方法相比,提高ZI手术的准确性和稳定性.
主要方法:
- 使用混合机器人系统,集成手术前形光束CT (CBCT) 数据,创建3D模型.
- 坐标转换算法 (图像-幻影,HoloLens-跟踪器注册,校准) 统一的空间数据.
- 通过HoloLens 2进行混合现实 (MR) 可视化,叠加计划路径,指导机器人系统进行钻探和植入物放置.
主要成果:
- 幻影实验涉及40个腰部植入物 (ZI) 在10个患者幻影中 (20个手动,20个机器人).
- 导航导向的MR混合机器人系统实现了明显更好的准确性:冠状偏差为0.887 ± 0.213毫米,顶峰偏差为1.201 ± 0.318毫米,角偏差为3.468 ± 0.339°.
- 结果表明,与手动牙植入物安置相比,其精度和稳定性更高.
结论:
- 拟议的混合机器人系统在幻影研究中成功实现了自动化ZI放置,提高了幻影研究的准确性和稳定性.
- 这种MRI导向系统有望改善ZI手术的结果.
- 未来的研究将涉及动物和尸体研究,以准备临床试验.
