追踪超声波的外科导航系统的幻影设计
V J van Boheemen1,2, J M van der Zee1, M Kuipers3
1Princess Maxima Center for Pediatric Oncology, Heidelberglaan 25, Utrecht 3584 CS, the Netherlands.
MethodsX
|November 24, 2025
概括
研究人员开发了低成本的解剖幻影,用于验证跟踪超声波外科导航系统. 这些幻影模仿人体组织的特性,有助于对儿科瘤瘤切除技术的临床前评估.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 医疗成像医学成像
- 手术导航 手术导航
背景情况:
- 对于儿科瘤学患者来说,彻底的瘤切除至关重要.
- 追踪超声波外科导航显示改善瘤切除率的前景.
- 临床前验证需要具有特定声学和对比性质的专门解剖幻影.
研究的目的:
- 开发一种创建具有成本效益的解剖幻影的方法,用于评估基于超声波的手术导航系统.
- 为准确的超声波成像,创建具有与人体组织相似的物质特性的幻影.
- 将解剖结构与超声波和计算机断层扫描 (CT) 进行对比.
主要方法:
- 使用了凝-矩阵,因为它具有合适的音速,耐用性和稳定性.
- 使用聚乙烯醇,玻璃微球和硫酸来制造瘤模拟剂,以获得双重对比性能.
- 使用超声波和CT深度测量验证了声音的速度.
主要成果:
- 开发出来的幻影表现出接近人体组织的声音速度,使得有效的跟踪超声波成为可能.
- 幻影是耐用的,稳定的,并拥有超声波和CT对比.
- 制造过程很简单,使用易于获得的材料,每个幻影的成本很低 (<50美元).
结论:
- 这项研究提供了一个可复制的协议,用于创建必要的解剖幻象,用于外科导航系统的开发.
- 这些幻影有助于跟踪超声系统的临床前验证,特别是在儿童瘤手术中.
- 开发的方法解决了适合幻影的稀缺问题,促进了外科导航技术的进步.
