算法安全有效地引导弯曲的手术针进入体内
来自Technion和北卡罗来纳大学(UNC)的研究人员开发了一种算法,可以沿着3D曲线轨迹引导手术针。研究者。在最近举行的2021年虚拟机器人:科学与系统会议上,以色列理工学院Taub计算机科学学院的Oren Salzman教授和北卡罗来纳大学的Ron Alterovitz教授和Mengyu Fu宣布了这一进展。
许多医疗程序,如活组织检查和癌症的局部治疗,都需要a针安全通过组织,到目标.当从穿刺点到目标组织的直线路径没有穿过脆弱组织时,直针可以“完成工作”,但在许多情况下,目标组织“隐藏”在骨头或脆弱组织后面,在这些情况下,外科医生必须避开解剖障碍,这是一项困难而复杂的任务,尤其是当涉及的身体部位是脆弱和敏感的时候。
在这种背景下,近年来开发出了带有斜角尖的医用针。这些针是通过在底部旋转来控制的。问题是,引导这些针头既不简单,也不直观,手动引导它们涉及许多风险。这导致了“运动规划算法”的发展,旨在准确和安全地引导针。这些算法已经显示出令人印象深刻的能力,然而,由于这些是侵入性程序,要求的精度非常高;否则,该系统将无法获得监管部门的批准。
研究人员在会议上展示的进展说明了计算机科学在解决与医学和生物医学工程有关的问题方面的重要性。在相关医学图像的基础上,如a计算机断层扫描(CT)或核磁共振磁共振成像(MRI)扫描新算法计算最佳轨迹,将引导针到目标,同时避免损伤各种解剖障碍。相对于现有的算法,新的算法提供“完整性”保证,确保针头确实可以到达指定的目标,同时避免这些组织,如果没有这样的安全运动计划存在,它将相应地通知用户。此外,与竞争对手的指针运动规划器相比,它计算计划的速度更快,成功率更高。据研究人员介绍,在会议上展示的技术是一种新的算法基础,预计将导致基于自动导向针的其他应用。
进一步探索