呼吸で動く椎骨へのロボット支援椎弓根ドリル穿孔におけるモデルベースの位置補償と穿孔状態認識
Model-Based Compensation of Moving Tissue for State Recognition in Robotic-Assisted Pedicle Drilling
呼吸による椎骨の動きを患者自身の生理データから予測して補償し、穿孔状態を認識する手法を開発。ブタ骨実験で95%の成功率を達成した。
著者: Zhongliang Jiang, Long Lei, Yu Sun, Xiaozhi Qi, Ying Hu, Bing Li, Nassir Navab, Jianwei Zhang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Drilling is one of the hardest parts of pedicle screw fixation, and it is one of the most dangerous operations because inaccurate screw placement would injury vital tissues, particularly when the vertebra is not stationary. Here we demonstrate the drilling state recognition method for moving tissue by compensating the displacement based on a simplified motion predication model of a vertebra with respect to the tidal volume. To adapt it to different patients, the prediction model was built based on the physiological data recorded from subjects themselves. In addition, the spindle speed of the drilling tool was investigated to find a suitable speed for the robotic-assisted system. To ensure patient safety, a monitoring system was built based on the thrusting force and tracked position information. Finally, experiments were carried out on a fresh porcine lamellar bone fixed on a 3-PRS parallel robot used to simulate the vertebra displacement. The success rate of the robotic-assisted drilling procedure reached 95% when the moving bone was compensated.
関連論文
- 片手補助:単一チャネル内視鏡的粘膜下層剥離術における牽引のための連続体ロボット把持器医療ロボティクス
- 脳血管内治療における臨床医とAIの協働:自律性スペクトラムにわたるロボットナビゲーションのCopilot支援モードに関するin-vitroユーザー研究医療ロボティクス
- 低悪性度脾外傷の止血に向けた監督付き自律双腕吸引・焼灼システム医療ロボティクス
- 言語条件付き行動クローニングによる自律内視鏡ガイダンス医療ロボティクス
- MCP-Net:ロボットガイドワイヤ操作のためのリアルタイム冠動脈認識ネットワークとトポロジー解析医療ロボティクス
- 手術フェーズ認識と視覚追従を統合した自律腹腔鏡制御フレームワーク医療ロボティクス
