在体外可行性研究:评估自主数据驱动的机器人针在MRI指导的跨关节手术过程中的轨迹纠正

科学领域:

• 医学成像和干预性放射学
• 机器人在医学中的机器人
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 精确的针头放置对于前列腺癌的诊断和治疗至关重要.
• 通过MRI指导的跨关节针活检带来了重大向挑战.
• 现有的方法往往需要多次插入,增加患者的不适和手术时间.

研究的目的:

• 开发和评估一个无参数的,自主机器人针方向系统用于MRI引导的前列腺癌活检.
• 为了提高准准确度,并减少针头在跨关节手术过程中重新插入.
• 在动物模型中评估系统的性能和MRI兼容性.

主要方法:

• 实施数据驱动的闭环策略,用于辐射位移和基于FBG的形状传感.
• 开发一个自主针方向系统,与MRI指导相集成.
• 在动物研究中进行前列腺癌模拟活检程序,以模拟临床复杂性.

主要成果:

• 机器人针方向系统在准准确度上显著改善 (p<0.05).
• 在第一次插入尝试时,平均目标误差减少到2.2 ± 1.9mm.
• 该系统实现了高精度,无需重新插入针头,表明精度和效率提高.

结论:

• 开发的自主机器人针方向系统显著提高了MRI引导前列腺癌活检的目标准确性.
• 这项研究是首次对使用FBG传感器反的机器人针方向进行"in vivo"评估,验证了其临床潜力.
• 这些发现代表了机器人辅助的临床翻译,前列腺癌管理的图像引导干预的关键进步.