一种电流场源重建方法,用于对肺干预手术执行器终端的坐标定位

科学领域:

• 医疗工程 医疗工程
• 手术导航 手术导航
• 生物医学仪器仪器仪表

背景情况:

• 目前的手术内导航技术 (光学,X射线,MRI) 在实时性能,工作流程复杂性和视野限制方面存在局限性.
• 这些局限性阻碍了在深度,非视线外的外科环境中精确的3D坐标反.
• 智能外科手术的进步要求对最小侵入性手术进行更高的精度和实时能力.

研究的目的:

• 提出和评估电流场源重建方法,以精确实时定位手术仪器.
• 开发一种基于电流场的坐标定位的数学模型.
• 评估拟议方法的定位准确性,稳定性和防干扰能力.

主要方法:

• 从手术仪器尖端注入电流,在人体组织中产生电场.
• 测量表面电极电位,并用于重建当前源坐标.
• 开发了一个数学模型,包括前进/反向问题分析和坐标重建.
• 在16+1电极平台上进行模拟和实验,包括对生理组织进行动态定位测试.

主要成果:

• 电流场方法使手术探头坐标的实时和主动传感成为可能.
• 定位误差在单点,线性和曲线轨迹中始终在2mm以内.
• 动态定位实验证明了强度和抗干扰能力.

结论:

• 拟议的电流场源重建方法符合操作内导航的精度要求.
• 这种技术显著提高了手术定位和导航的准确性和安全性.
• 该方法对智能手术系统具有重大工程意义和临床价值.