有实时触觉反的动态虚拟模拟用于机器人内部乳腺动脉采集
Shuo Wang1, Tong Ren2,3, Nan Cheng2
1Department of Engineering Physics, Key Laboratory of Particle and Radiation Imaging, Ministry of Education, Tsinghua University, Beijing 100084, China.
Bioengineering (Basel, Switzerland)
|March 28, 2025
概括
这项研究引入了一个新的虚拟模拟平台,用于机器人内部乳腺动脉 (IMA) 采集,增强外科训练. 该系统精确模拟心脏运动,改善了复杂的冠状动脉旁路移植程序的技能学习.
科学领域:
- 在外科手术中使用机器人
- 生物机械工程 生物机械工程
- 手术模拟器手术模拟器
背景情况:
- 冠心病是全球死亡的主要原因之一.
- 机器人冠状动脉旁路移植 (CABG) 已经推进了治疗,以内部乳腺动脉 (IMA) 为首选的移植.
- 机器人IMA收获带来了诸如缺乏力反和接近跳动的心脏等挑战.
研究的目的:
- 为机器人IMA收获引入一个新的虚拟模拟平台.
- 整合动态解剖建模和实时触觉反.
- 为了提高复杂的心脏手术的手术技能的获取.
主要方法:
- 开发了一个虚拟模拟平台,具有动态心脏建模和触觉反.
- 集成的高保真胸部解剖学和生物机械框架用于软组织变形.
- 利用拓保护切割算法,双向组织合和双通道触觉反来进行电模拟.
主要成果:
- 该平台准确地模拟了心跳对胸部手术的影响.
- 使用空间不对称指数 (SAI) 的定量评估显示了对心脏运动的显著行为适应.
- 与静态条件相比,动态场景产生了更高的SAI值,验证了模拟的准确性.
结论:
- 这种新的虚拟模拟平台为机器人IMA收获提供了一个解剖学准确和交互式解决方案.
- 该系统有效地提高了在复杂的心脏手术中获得外科技能.
- 该平台的计算效率和现实的模拟能力是外科培训的关键优势.
