空間的脊椎固定:ロボット支援ステアラブルドリルシステムと柔軟椎弓根スクリューによる革新的アプローチ
Spatial Spinal Fixation: A Transformative Approach Using a Unique Robot-Assisted Steerable Drilling System and Flexible Pedicle Screw
ステアラブルドリルロボットと柔軟椎弓根スクリューを組み合わせ、椎体内に直線・非直線の軌道でスクリューを留置できる新しい脊椎固定法を提案し、ファントム実験で精度を評価した。
著者: Susheela Sharma, Yash Kulkarni, Sarah Go, Jeff Bonyun, Jordan P. Amadio, Maryam Tilton, Mohsen Khadem, Farshid Alambeigi
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Spinal fixation procedures are currently limited by the rigidity of the existing instruments and pedicle screws leading to fixation failures and rigid pedicle screw pull out. Leveraging our recently developed Concentric Tube Steerable Drilling Robot (CT-SDR) in integration with a robotic manipulator, to address the aforementioned issue, here we introduce the transformative concept of Spatial Spinal Fixation (SSF) using a unique Flexible Pedicle Screw (FPS). The proposed SSF procedure enables planar and out-of-plane placement of the FPS throughout the full volume of the vertebral body. In other words, not only does our fixation system provide the option of drilling in-plane and out-of-plane trajectories, it also enables implanting the FPS inside linear (represented by an I-shape) and/or non-linear (represented by J-shape) trajectories. To thoroughly evaluate the functionality of our proposed robotic system and the SSF procedure, we have performed various experiments by drilling different I-J and J-J drilling trajectory pairs into our custom-designed L3 vertebral phantoms and analyzed the accuracy of the procedure using various metrics.
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