计算机断层扫描和结构光成像指导骨科导航穿孔系统:有效减少手术内图像漂移和不匹配
Zaopeng He1,2, Guanghua Xu2,3, Guodong Zhang4
1The Third Affiliated Hospital and Third School of Clinical Medicine, Southern Medical University, Guangzhou, China.
Frontiers in surgery
|October 25, 2024
概括
这项研究引入了一种新的计算机断层扫描 (CT) 和结构光成像 (SLI) 导航系统,以减少手术图像漂移和图像引导手术中的不匹配. 该系统提高了精度,并提供实时反,以提高准确性.
科学领域:
- 医疗成像医学成像
- 手术导航 手术导航
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
背景情况:
- 图像引导的外科导航系统对于计算机辅助的机器人手术至关重要.
- 术内图像漂移和不匹配仍然是影响外科准确性的重大挑战.
- 需要先进的解决方案来提高外科导航平台的性能.
研究的目的:
- 开发基于计算机断层扫描 (CT) 和结构光成像 (SLI) 的导航系统,以提高图像引导穿孔导航的精度.
- 实时量化和可视化手术期间的图像漂移和不匹配.
- 为外科医生提供实时反,以便准确可靠地进行手术.
主要方法:
- 开发了一种CT-SLI引导的骨科导航穿孔系统,使用聚合物带进行样本稳定.
- 获得了手术前CT图像,重建了3D导航地图和计划的穿孔路径.
- 利用SLI捕获和重建样品和导管的3D表面,并将其与CT图进行注册以获得精确的对齐.
主要成果:
- 在手术前CT和手术内SLI表面模型 (0.576 ± 0.146毫米) 之间实现了较低的图像注册根平均平方误差 (RMSE).
- 在手术前和手术后CT表面模型 (0.407 ± 0.234毫米) 之间显示的最小漂移.
- 量化样本表面和骨漂移,显示在减少手术内不准确性的有效性.
结论:
- 开发的CT-SLI导航系统有效地减少了手术内图像漂移和不匹配.
- 该系统为外科医生提供实时可视化和对图像漂移和不匹配的反.
- 这项技术提高了图像引导手术程序的准确性和可靠性.
