开发一个低调的零电机器人,用于MR引导的腹部针干预
Samuel Wilcox1,2, Saikat Sengupta3, Chuan Huang4
1Institute of Robotics and Intelligent Machines, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA, 30332, USA.
Annals of biomedical engineering
|April 23, 2025
概括
一个新的机器人机器人使得精确的MRI指导的针位置,克服了癌症诊断和治疗的人体工程学挑战. 这种精简的系统可以改善微创手术的工作流程和准确性.
科学领域:
- 机器人和自动化机器人与自动化
- 医疗成像医学成像
- 在瘤学瘤学.
背景情况:
- 基于针的最小侵入性干预 (活检,支架疗法,微波切除) 对于癌症的诊断和治疗至关重要.
- 磁共振 (MR) 引导的程序提供了卓越的可视化,但由于闭孔MRI扫描仪的工程学限制而受到阻碍.
- 当前的工作流程需要经常重新定位患者,使MR引导针干预复杂化.
研究的目的:
- 推出一个低调的,安装在身体上的,由MRI指导的机器人,旨在提高MRI扫描仪中针头放置的准确性.
- 解决闭孔MRI环境的人体工程学限制,简化程序工作流程.
- 为了实现精确和高效的针头放置,用于最少的侵入性癌症干预.
主要方法:
- 机器人使用压电线性执行器和堆叠的笛卡尔XY阶段来精确控制针头指导.
- 为了准确的准,开发了一种运动模型和控制框架.
- 进行了对肝脏干预和验证的临床工作流程模拟,在基板和3T MRI环境中进行验证.
主要成果:
- 测试台验证显示,位置精度为2.38 ± 0.94毫米,定位误差为1.40 ± 2.89°.
- 在MRI套件中,MRI引导的幻影放置产生了2.01 ± 0.77毫米的位置误差和1.57 ± 1.31°的方向误差.
- 该系统证实了MR条件性和MRI套件内使用的安全性.
结论:
- 开发的MR引导机器人与各种患者和钻孔尺寸具有很好的兼容性.
- 该系统在注射针的位置上保持了临床上显著的准确性,克服了以前的局限性.
- 未来的研究将专注于验证机器人在动态肝脏环境中的性能.
